碳四烷基化离子液体催化剂失活机理和再生方法的研究进展

氯铝酸离子液体作为一种新型的绿色催化剂已用于催化碳四烷基化反应生产高品质汽油。然而,在长周期烷基化反应过程中,离子液体的催化活性逐渐下降,因此,明晰催化剂失活机理并恢复其催化活性对保证烷基化装置连续稳定运行至关重要。为此,综述了碳四烷基化离子液体催化剂的失活机理和再生方法,介绍了离子液体的组成、结构及其催化性能之间的关系,总结了离子液体中Br?nsted酸和Lewis酸中心的失活原因,烷基化副反应生成的酸溶油是Lewis酸性下降的主要原因。基于此,重点讨论了酸溶油的组成、结构及其与离子液体的作用机理,对比分析了从离子液体中脱除酸溶油的各类方法的优缺点,并提供了失活离子液体的活性恢复策略。

二氧化碳捕集技术研究进展及其在驱油中的应用

控制二氧化碳(CO_(2))排放对保护环境至关重要。综述了目前主流的CO_(2)捕集技术,包括吸收法和吸附法。介绍了膜分离、离子液体和超重力等化工过程强化技术分别结合吸收法和吸附法在CO_(2)捕集中的研究进展。CO_(2)驱油(CO_(2)-EOR)是CO_(2)捕集后重要的封存及利用方式,介绍了化学吸收法CO_(2)捕集应用于CO_(2)-EOR项目的典型案例。指出需要进一步降低目前CO_(2)捕集技术的能耗和成本、提高CO_(2)-EOR注入气源的质量和纯度,并对未来CO_(2)捕集、利用和封存技术的发展进行了展望。

甲基萘烷基化合成2 ,6-二甲基萘技术研究进展

聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)作为一种新兴的高性能聚酯材料,具有极好的应用前景。然而,由于合成PEN的前驱体2,6-二甲基萘(2,6-DMN)生产成本高昂制约了PEN的应用发展,所以开发成本低廉的2,6-DMN的合成路线具有重要意义。对比2,6-DMN各种合成路线的优缺点,发现具有合成路线短和生产成本低的甲基萘烷基化是合成2,6-DMN的理想路线。重点综述了甲基萘烷基化合成2,6-DMN技术的研究进展,介绍了分子筛催化甲基萘烷基化反应机理和特点。由于烷基化反应属于Br nsted酸催化的过渡态择形反应,同时受甲基萘和2,6-DMN等产物的扩散控制,所以采用较多弱酸位点且孔径为0.6 nm的分子筛有利于提高反应活性、选择性和稳定性。基于此,总结了调控分子筛酸性和孔道结构的方法,为设计合成甲基萘烷基化高性能分子筛提供思路。

二元系简单蒸馏与平衡蒸馏的关系

Rayleigh方程是描述与时间相关的简单蒸馏的基础方程,广泛应用于同位素分馏等多个学科领域,但在化工分离的领域却鲜见报道。针对上述问题,基于组分净摩尔量建立了简单蒸馏的Rayleigh方程和平衡蒸馏的数学模型,并利用数学积分和差分关系,以N级串联平衡蒸馏建立了描述简单蒸馏的计算模型,从而揭示了简单蒸馏与平衡蒸馏间的理论关系。最后利用N级串联平衡蒸馏的数学模型,在N趋于无穷条件下推导出Rayleigh方程。结果表明:Rayleigh蒸馏是简单蒸馏的一种特殊操作工况,其特征为汽化率和加热速率趋于无穷小,蒸馏所需时间无限长。因此,Rayleigh蒸馏更适用于同位素分馏过程。

2,6-二甲基萘的分离技术进展

分离2,6-DMN常用的方法有蒸馏、萃取、吸附和结晶等。催化裂化柴油、煤焦油和石油裂解重芳烃等原料成分复杂,分离提取2,6-DMN面临挑战;二甲基萘共有10种异构体,沸点接近难以通过精馏分离,还需打破DMN异构体之间的共熔结晶问题,能耗大,生产成本难以控制。目前2,6-DMN进行大规模生产的装置与技术主要集中在欧美和日本等国家,突破对2,6-DMN的分离技术壁垒具有重大的战略意义。

基于回归算法的渣油加氢装置反应温度预测及系统实现

目前对渣油加氢催化剂生命周期预测的技术较少,研究可方便探知催化剂活性状态的解决方案,将有效助力渣油加氢装置的催化剂更换管理。根据影响催化剂活性的多种因素,机器学习建模过程中选择了装置运行数据的运行时间、原料及产品性质等直接变量,并通过计算添加了金属沉积量、总加工负荷等组合变量作为特征,进行算法筛选调整参数,拟合装置运行周期过程的升温规律。训练后模型对测试周期反应温度预测的平均绝对百分比误差0.51%,进而可以通过反应温度的经验阈值得到催化剂预期寿命。考虑到生产数据与实验数据可能存在的分布差异,根据研究成果设计实现的软件系统操作灵活,为专业工程技术人员提供了便捷有效的辅助研究工具。

沥青基活性炭-MnO复合材料的可控制备及其在非对称超级电容器中的应用

本研究提供一种适用于超级电容器的沥青基活性炭-MnO复合材料。以石油沥青为碳源,乙酸锰为锰源,通过压片成型和一步活化法的结合,制备得到了MnO负载沥青基活性炭复合材料(PAC@MnO)。PAC@MnO具有高比表面积且孔道主要由微-介多级孔构成。作为电容器电极材料,在三电极体系下,研究了不同MnO负载量对PAC@MnO-x电极性能的影响,其中PAC@MnO-0.3电极在0.5 A/g电流密度下比电容高达344.5 F/g,在高电流密度为20.0 A/g下,仍具有190 F/g的比电容,表现出优异的倍率性能。将PAC@MnO-0.3与PAC@MnO-0组装成水系非对称超级电容器,在5.0 A/g电流密度下循环3 000圈后,其容量保持率高达87.24%,表现出优异的循环稳定性。MnO纳米粒子与PAC的均匀复合不仅显著提升了MnO的导电性,同时抑制了其在充放电过程中的体积膨胀,使PAC@MnO呈现出优异的电化学特性。此外,PAC丰富的多级孔结构为电解液离子的存储提供了大量的活性位点,并为电解液离子的快速传输提供通道。

渣油加氢装置杂质沉积规律与压降升高机理分析

反应器压降升高是影响固定床渣油加氢装置长周期运行的重要因素。选取三套加工不同典型原料的工业渣油加氢装置,分析不同位置不同种类运转后催化剂的杂质沉积和孔结构变化情况,采用扫描电子显微镜-二维元素分析方法对结块催化剂杂质沉积分布进行原位表征,获得渣油加氢装置杂质沉积规律。结合装置原料性质和运行工况,对反应器压降升高机理进行分析。结果表明,长周期运行过程中,前部反应器催化剂大量沉积金属杂质,积炭严重,催化剂孔结构发生显著变化;同时,在催化剂颗粒间隙沉积大量焦炭或含铁垢物,造成床层堵塞。Ni、V主要沉积在催化剂颗粒内部,Fe、Ca则沉积在催化剂颗粒之间或附着在催化剂外表面,结块催化剂颗粒间隙填堵大量焦炭。反应器压降升高遵循两种不同的机理或路径。原料Fe、Ca含量较低时,反应器下部脱金属催化剂因沉积金属Ni、V而失活,进而在催化剂颗粒之间形成大量积炭,导致床层板结、压降上升;原料Fe、Ca含量高时,Fe、Ca在床层上部保护剂颗粒间大量沉积,导致反应器堵塞,压降升高。在严格控制进料Fe、Ca含量的同时,还应针对性优化催化剂及其级配设计,延长运转周期。

聚酰亚胺发展概况与应用展望

介绍了国内外聚酰亚胺(PI)的发展历程和研究进展,并以薄膜、浆料、树脂、纤维、泡沫等主要产品形式为线索,介绍了PI的关键制备技术和应用领域,对国内研发和生产现状,以及与国外的差距进行分析,提出未来的发展动向和研发重点。

用于电解水制氢的过渡金属有机骨架基催化剂

金属有机骨架(MOFs)材料因具有无机和有机的杂合性质、高度有序的多孔性、结构可修饰性、比表面积大和孔隙率高等特点,在催化领域具有广阔的应用前景。本文从氢能的开发利用角度出发,在纯MOFs、MOFs复合及衍生材料三个方面对近十年来过渡金属MOFs基催化剂在电解水制氢方面的重要研究进展进行了综述,着重针对材料的合成进行了探讨,以及在基础研究和产业应用的角度指出当前过渡金属MOFs基制氢催化剂面临的挑战和机遇,对其应用前景进行展望。

用于二氧化碳捕集的阴离子柱杂化金属有机框架材料

二氧化碳(CO_(2))等温室气体浓度提高引起的全球变暖危机已成为全球关切的焦点.为应对这一难题,当前已开发出多种碳捕集技术来减少CO_(2)的排放.近年来,基于多孔吸附材料的碳捕集技术因具有自身独特优势引起了全球研发人员的广泛兴趣.金属有机骨架(MOFs)材料因其高度有序的孔结构和极为丰富的结构可修饰性,被认为是本领域中极具应用前景的新型多孔材料之一.然而大多数常规MOFs材料通常存在吸附容量与选择性之间的取舍问题,近年来发展的阴离子柱杂化MOFs(APMOFs)材料由于结构中存在有丰富氢键受体的阴离子柱配体,可通过孔道尺寸、形状和化学性质之间的协同效应,同时满足对于高吸附容量和高选择性性能的要求,因而受到了本领域研究者的广泛关注.本文依据材料的吸附性能和稳定性特点,将APMOFs划分为四代发展,综述了该材料近10年来在二氧化碳捕集的研究进展,并指出在未来走向商业应用中面临的机遇和挑战.