超临界相CO加氢合成甲醇、异丁醇的研究

以正十一～十三烷的混合物为超临界介质，在反应温度３６０～４１０℃、合成气压力７５ＭＰａ、进气空速１７００ｈ－１、介质压力１７８ＭＰａ、总压９３ＭＰａ的实验条件下，研究了固定床反应器中Ｚｎ－Ｃｒ、Ｃｕ－Ｚｎ－Ｃｒ催化剂在超临界相和气相条件下合成甲醇、异丁醇的性能。结果表明，超临界相反应的ＣＯ转化率高于气相反应。在超临界条件下反应，醇类选择性随着温度升高下降较慢，而气相反应醇类选择性随着温度升高下降较快。气相反应产物以甲醇、异丁醇为主，含少量乙醇和正丙醇，超临界相反应的产物分布与气相反应的明显不同，甲醇含量减少，乙醇、正丙醇和异丁醇都有不同程度增加。超临界流体的存在对合成醇链增长有影响。

超临界相中正十二烷烃脱氢各物种的聚集行为

The pressure dependence of partial molar volumes was calculated in detail by R- K equation of state for the dehydrogenation of dodecane to internal dodecane.The results showed that clustering between supercritical medium and internal dodecane and hydrogen was much stronger in supercritical phase than in gas phase,and that,clustering between supercritical medium and the reaction products was more remarkable.This provided a quantitative description of the change in cluster size resulted by an increase in solute- solvent attraction force.

超临界相合成甲醇新工艺研究

超临界相合成甲醇新工艺通过在反应过程中引入超临界流体 ,从根本上解决了传统合成甲醇工业中的床层传热问题与热力学平衡限制问题 ,实现了反应分离一体化 ,并使合成气单程转化率达到 90

超临界相合成气制甲醇-异丁醇工艺条件的研究

研究了固定床反应器中Ｚｎ－Ｃｒ、Ｃｕ－Ｚｎ－Ｃｒ催化剂在超临界条件下由合成气合成甲醇、异丁醇的催化性能。以正Ｃ１１～Ｃ１３烷的混合物为超临界介质，在反应温度３６０～４１０℃，合成气压力７５ＭＰａ，进气空速１７００～３０００ｈ－１、介质压力１４５～２４６ＭＰａ范围内，考察了温度、空速和介质压力对超临界相合成反应的影响。结果表明，随反应温度升高，ＣＯ转化率增加，醇类选择性降低，异丁醇含量增加达最大值后降低，但反应温度对２种催化产物分布的影响不同；超临界相反应产物分布明显不同于气相反应，甲醇含量降低，异丁醇含量提高，乙醇等醇的含量也大幅度提高。在１７００～３０００ｈ－１空速范围内，合成气空速增加，ＣＯ转化率降低，醇类选择性增大，异丁醇含量亦增加，提高空速，有利于异丁醇的形成；超临界介质压力的变化对催化剂性能影响很大，介质压力从临界压力以下变到临界压力以上，ＣＯ转化率和醇选择性均发生显著变化。

超临界相变陶瓷的韧性增值

采用近似方法研究应力非奇异项对小范围相变条件下超临界相变陶瓷韧性增值的影响。材料相变屈服准则包含了体膨胀和剪切应变的作用。文中给出了韧性增值的估算公式。结果表明：非奇异项的影响是显著的，相变增韧值存在尺寸效应，并且相变剪切效应增强会使韧性增值有所提高。

高压下超临界相的性质极其应用

介绍了物质超临界相的性质以及超临界相在有机合成和复杂混合物体系分离等方面的应用

在超临界相条件下由合成气合成C_2含氧化合物反应的研究

首次把超临界相引入到合成气合成C2 含氧化合物反应中 .结果表明 ,在超临界相中进行反应可大幅度提高C2 含氧化合物的选择性 ,尤其是提高产物乙醇的选择性 ,抑制了高碳数含氧化合物和烃类的生成 .

超临界/密相CO_(2)管道泄漏压力响应及低温规律实验研究

为进一步了解超临界/密相CO_(2)在管道泄漏过程中的压力响应和温度变化,基于自行设计的高压CO_(2)管道泄漏实验装置,探讨压力响应、温降特性和相态变化的相互作用机理,以及低温分布规律。研究结果表明:19 mm口径纯CO_(2)的压降曲线有明显的2个阶段,且密相泄放存在明显的压力平台,N 2会明显提高泄放速率;相同截面上温度呈现“上热下冷”的分布特征,管道轴线方向,泄放端温降相对最严重;从相态变化角度看,超临界CO_(2)泄漏没有明显两相区,但对于密相而言,管道底部的CO_(2)会经历密相、液相、过热液相、气液两相、气相的相态转变过程。研究结果可为管道泄放安全运行以及规避断裂风险等方案设计提供参考。

Zr-Mn-K催化剂超临界相合成甲醇与异丁醇的研究

用共沉淀法和超临界流体干燥法，分别制备了Ｚｒ－Ｍｎ－Ｋ沉淀型催化剂和超细催化剂．以正十一～十三烷的混合物为超临界介质，在反应温度３６０～４１０℃、合成气压力７．５ＭＰａ、ＧＨＳＶ１７００ｈ－１及介质压力２．０８ＭＰａ的实验条件下，分别考察了超细催化剂和沉淀催化剂的气相和超临界相催化合成气制甲醇、异丁醇的性能．气相和超临界相反应的研究均表明，超细催化剂催化合成异丁醇的活性高于沉淀催化剂；在超临界条件下反应，超细催化剂上产物的异丁醇含量较高（为２３％～３２％），甲醇含量为２２％～３３％，其它醇均在１０％左右．气相与超临界相反应结果的对比显示，超临界流体促进产物的脱附与传递，提高了ＣＯ的转化率．但超临界流体对甲烷的萃取作用强于对醇的萃取，醇选择性低于气相反应．在超临界条件下合成甲醇、异丁醇仍遵循异丁醇形成的链增长机理，超临界流体改变了链增长各步骤的相对速度，致使超临界相反应的产物分布不同于气相反应的产物分布．

CCUS管道超临界/密相CO_(2)泄漏过程分析与研究

为保证双碳背景下CCUS管道工程的顺利实施,以OLGA软件作为建模基础,对比了模拟值与文献实验值在不同监测点上的差异,随后分析了超临界/密相CO_(2)在不同初始压力、初始温度、泄漏孔径下的泄漏参数变化过程,总结了符合现场实际的应急抢险时间。结果表明,泄漏时,初始压力越高,泄漏口处的最低温度越低,当压力降低至大气压时,管内温度开始回升;初始温度越低,管内介质越早从密相区进入液相区,沿着气液相平衡线移动的时间越长,对于长距离输送管道而言,后半段管道发生泄漏时造成的风险更大;泄漏孔径越大,管道运行的风险越大。研究结果可为CCUS技术的发展提供理论依据和实际参考。

超临界CO_2诱导相分离制备聚己内酯三维多孔支架的实验研究

三维多孔支架在组织工程中有重要用途,采用超临界流体技术——超临界CO2诱导相分离工艺制备聚己内酯(PCL)三维多孔支架,研究其可行性及工艺条件对三维多孔支架孔结构及其尺寸的影响。采用自行设计的实验装置,改变初始浓度、CO2压力和温度等工艺参数制备出不同孔径的PCL三维多孔支架。通过扫描电镜观察支架形貌,利用Image-Pro-Plus软件分析支架的平均孔径与孔径分布。结果表明,利用超临界CO2诱导相分离工艺可以制备PCL三维多孔支架,支架的平均孔径在40～80μm之间,孔径分布较好;随着初始浓度的增大和温度的减小,支架的孔径减小;压力对孔径的影响不大。通过对超临界CO2/丙酮/PCL三元体系的相平衡热力学计算,对实验结果进行了定性解释。

超临界CO_2诱导相转化法制备聚苯乙烯膜及膜体系的相图计算

以甲苯为溶剂,利用超临界CO2诱导相转化法制备了多孔非对称聚苯乙烯膜.通过扫描电镜对膜结构进行了表征,探讨了不同温度、压力和铸膜液中聚苯乙烯浓度对膜形态、孔径分布及膜孔隙率的影响;同时,基于Tompa扩展的Flory-Huggins聚合物溶液理论计算了聚苯乙烯/超临界CO2/甲苯铸膜体系的三元相图.研究表明,在温度为35~65℃、压力为8~16 MPa及聚合物质量分数为15%~35%条件下,制备的聚苯乙烯膜截面呈胞腔状孔结构,孔隙率为53.54%~84.67%,且孔隙率随温度、压力和聚苯乙烯浓度均呈现出先增大后减小的趋势.相图计算结果表明,温度对体系双节线位置的改变影响较小,而压力对其影响相对较大.

含杂质超临界-密相CO_2管道输送工艺参数优化

CO_2输送作为CCUS技术实现的中间环节,承担着将CO_2从捕获地输送到封存点的重要任务,结合原油、天然气管道的经验可知,由于管道输送具有输量大、安全可靠性高、连续性强等优势,是目前最主要的CO_2输送方式。根据国外40多年的CO_2管道输送经验,由于超临界-密相CO_2具有类似于液体的高密度和类似于气体的高扩散性与低黏度,被认为是最经济的管道输送方式。以国内某油田30×10~4 t/a CCUS项目为例,采用Pipephase模拟软件对不同管径的超临界-密相CO_2管道在相同入口参数下进行模拟计算,分析研究不同管径下的管道压力、温度、密度与输送距离之间的变化规律,得出含杂质超临界-密相CO_2最优管道输送工艺参数,为后续我国CCUS项目推广和发展提供理论依据。

超临界-密相CO2管输特性模拟计算研究

目前,我国的超临界-密相CO2管道输送技术还处于起步阶段,缺乏理论依据和技术支撑。针对这一问题,以某油田特定的气源组分为例,采用PR状态方程,得到了含杂质的CO2相态图,相态图中出现了明显的气液两相区,临界点温度为30.76℃,压力为7.54 MPa。以100×10^4 t/a的输量为基础,针对不同管径条件下沿程压力、温度、密度的变化,选择DN300为超临界-密相输送的最佳管径,对不同入口压力、温度条件下的管输参数进行模拟。结果表明,高压状态下压降几乎不受温度影响,密度对压力和温度数据敏感,黏度对压力数据敏感。超临界-密相CO2在输送过程中,应避免进入准临界区和气液两相区,尽量保持高压运行。

超临界条件下由合成气合成低碳醇的研究

在固定床管式反应器中，在系统总压９．０ＭＰａ，合成气分压６．０ＭＰａ，空速２０００ｈ－１，反应温度２６０～３００℃，超临界介质正庚烷分压３．０ＭＰａ条件下，研究了共沉淀Ｃｕ～Ｃｏ催化剂的超临界相由合成气合成低碳混合醇的性能。结果表明，超临界相反应的ＣＯ转化率比气相反应高，醇选择性比气相反应低；超临界相与气相ＣＯ＋Ｈ２反应的产物均为Ｃ１～Ｃ５正构醇，醇分布规律基本相同，符合Ｓｃｈｕｌｚ－Ｆｌｏｒｙ分布方程，超临界相对合成低碳醇的链增长影响不大。以正庚烷为介质，在其临界温度以上，对合成醇反应有较强促进作用。

超临界流体技术的应用基础研究

超临界流体由于其独特的性能和工业化应用前景,日益受到人们的重视。但有关应用基础研究还比较肤浅和凌乱。本文从宏观和微观角度综述了近期的基础研究方法和研究成果。指出了结合工业化应用应该加强深入研究的几个领域。

微孔发泡过程中脉动剪切对聚合物/超临界CO_2均相体系形成的影响

提出一种聚合物 /超临界CO2 均相体系快速形成的新方法———将振动力场引入到发泡过程 ,在简单剪切的基础上垂直叠加一个脉动剪切场 ,考察了该方法对均相体系形成的影响。实验材料用聚苯乙烯 (PS) ,用自行设计的电磁动态发泡模拟机 ,了不同剪切速率、振动力场及混合时间对聚合物 /超临界CO2 均相体系形成的影响。结果表明 ,随着剪切速率的增加 ,聚合物和气体的混合程度明显增强 ;而振动力场的引入进一步增强了剪切混合的效果 ,使聚合物 /超临界CO2

密相/超临界CO_(2)管道全尺寸爆破试验综述

密相/超临界CO_(2)管道止裂韧性预测是世界范围内研究的热点和难点问题,目前已有的止裂韧性预测模型尚不能准确预测密相/超临界CO_(2)管道的止裂韧性。超临界CO_(2)管道全尺寸爆破试验是确定超临界CO_(2)管道止裂韧性的最佳方法,目前全球范围内仅有11次超临界CO_(2)管道全尺寸爆破试验,国内尚属空白。从基本情况、试验工况和参数、试验目的和结果等几个主要方向细致分析、总结和对比现有CO_(2)管道全尺寸爆破试验,为后续国内CO_(2)管道全尺寸爆破试验的开展提供理论指导和数据支撑,为CO_(2)管道设计和工程应用提供有力的参考依据。