改性聚偏氟乙烯分离膜吸附Pb(Ⅱ)的性能研究

制备了共混有多氨基膦酸和多氨基羧酸官能基团的改性聚偏氟乙烯(PVDF)分离膜,对其形貌和官能基团进行了表征,研究了pH、Pb(Ⅱ)初始浓度和共存物质对其吸附性能的影响,分析了改性PVDF分离膜吸附Pb(Ⅱ)的动力学和热力学特性,评价了其再生利用性能。结果表明,当pH=5.1,Pb(Ⅱ)初始浓度为1 mmol?L^(-1),吸附温度为298 K时,Pb(Ⅱ)的平衡吸附量为1.11 mmol?g-1。吸附动力学和等温过程分别符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型;该吸附过程为自发的放热反应。此外,改性PVDF分离膜具有优良的再生利用性能。

乙苯/苯乙烯分离塔塔顶分布器失效分析

采用宏观及微观观察、金相检验、化学成分分析、力学性能检测等方法分析了某乙苯/苯乙烯分离塔塔顶分布器发生开裂泄漏失效的原因。结果表明:由于分离塔设备工作介质中含有Cl^-,在腐蚀介质和应力的共同作用下,最终导致了分布器侧板的应力腐蚀开裂。最后提出了相应的改进建议及防护措施。

乙烯分离流程联塔系统的大规模联立动态模拟

在乙烯生产流程中,以脱丙烷塔与脱丁烷塔的复杂联塔系统作为研究对象,根据机理建立双塔联立的动态数学模型。该联塔数学模型是一个大规模的微分代数混合系统(DAEs),包括了精馏塔、控制器、阀门、泵等多种操作单元和设备。动态模拟实质即为求解这个大规模的DAE系统。文章以动态模拟软件gPROMS为建模工具和模拟环境,通过调用大规模DAE求解算法,模拟联塔的动态操作过程,并与Aspen P lus稳态模拟结果进行了比较和分析。

浅谈国产化武汉乙烯分离技术

武汉800 kt/a乙烯装置作为中国首套全面采用自有技术的百万吨级乙烯装置,标志着中国石化的乙烯成套技术步入产业化。采用了中国石化自主开发的低能耗乙烯分离(LECT)技术,对LECT技术的总体设计思路、主流程、主要的工艺研究内容进行了分析说明,简要介绍了装置开车运行及性能考核,装置运行状况表明了国产化分离技术的先进性和可靠性。

乙烯分离流程综合分析

1 前言 1990年和1991年,我所受扬子石化公司和上海石油化工总厂的委托,对其所属的两套30万吨/年乙烯装置进行了标定工作。通过几次标定。

乙烯分离低能耗开停车优化措施

近年来,随着国家对环保监管力度的加大,各企业对乙烯装置低排放日益重视,乙烯装置的开停车过程中,在保证人员、装置及设备安全的基础上,优化开车步骤,缩短开停车时间,减少开停车过车中的物料损失,是乙烯装置追求的目标,多年来各企业已积累了丰富的经验。而乙烯深冷分离是乙烯装置开停车过程中物料损失的大户,独山子石化220 kt/a乙烯分离开停车在原有措施的基础上对系统降温速度慢、物料损失大等问题进行了新的研究分析,通过有针对性技改技措的实施,大幅缩短了开车时间,减少了开停车过车中的物料损失。

乙烯分离流程中大孔径筛板塔的设计与应用

简要介绍了(φ)13mm及以上大孔径筛板塔的设计与应用,并通过对筛板塔结构的优化设计叙述了其板压降小、板效率高和不易堵塞等优缺点;文中对设计中几个主要参数的计算与优化进行了有侧重的讨论,包括:塔径与板间距、有效传质区设计以及塔流体力学计算;此外,还以上海石化乙烯装置改扩建工程中某些精馏塔塔筛板的设计作为应用实例进一步阐述了筛板塔的流体性能的设计与优化问题.

带液膨胀机与乙烯分离节能

探讨带液膨胀机在乙烯分离方面的应用,除应用于 H_2、CH_4膨胀工质外,又提出在 C_2膨胀工质上应用,节能效果可增加一倍。

高硅MFI分子筛孔道调控及其乙烷/乙烯吸附分离性能研究

借助固体吸附分离技术可获得高纯度乙烯,对提高乙烯产品质量有重要意义。采用表面修饰策略对Mn掺杂高硅MFI分子筛(H-MFI-Mn)进行修饰分别制得P修饰H-MFI-Mn(H-MFI-Mn-P)和HCOOH修饰H-MFI-Mn(H-MFI-Mn-COOH和H-MFI-Mn-P-COOH)。采用XRD、SEM和N_(2)吸/脱附等对所得分子筛进行了表征。在混合气体中(V(乙烯):V(乙烷)=50:50)对所得分子筛的乙烷/乙烯吸附分离性能进行了评价,并采用UV-Vis和XPS对所得分子筛的乙烷/乙烯吸附分离机理进行了分析。结果表明,H-MFI-Mn-P-COOH的微孔孔径(0.68 nm)和平均孔径(2.70 nm)较H-MFI-Mn的孔径(0.55 nm)和平均孔径(1.61 nm)明显增大。与H-MFI-Mn的比表面积(446 m^(2)/g)相比,H-MFI-Mn-P、H-MFI-Mn-COOH和H-MFI-Mn-P-COOH的比表面积(400 m^(2)/g左右)均有所减小。H-MFI-Mn-P-COOH表现出较好的乙烷/乙烯吸附分离性能,其乙烷动态平衡吸附容量为1 mmol/g,乙烷/乙烯动态分离选择性为2.08。与H-MFI-Mn相比,H-MFI-Mn-P-COOH中Mn^(3+)和Mn^(2+)在总Mn离子中的占比较高,说明P修饰+HCOOH修饰可削弱分子筛结构中Mnδ+物种的电子转移性能,进而抑制H-MFI-Mn-P-COOH的乙烯吸附性能。

Y沸石中Cu(Ⅰ)的可控构筑及其乙烯/乙烷吸附分离性能研究

乙烯(C_(2)H_(4))和乙烷(C_(2)H_(6))物理性质相似,其高效分离具有挑战性。利用Cu(Ⅰ)活性位与C_(2)H_(4)间的π络合作用,Cu(Ⅰ)基吸附剂能在温和条件下选择性地分离C_(2)H_(4)和C_(2)H_(6),显著降低传统低温精馏分离过程的能耗。Cu(Ⅰ)由Cu(Ⅱ)还原制得,但Cu(Ⅱ)还原的不可控、能耗高且Cu(Ⅰ)收率低一直是Cu(Ⅰ)基吸附剂应用的障碍。采用选择性还原策略(SRS)成功在Y型沸石中选择性地构筑了Cu(Ⅰ)活性位,实现了温和条件下C_(2)H_(4)/C_(2)H_(6)的吸附分离。利用甲醛(HCHO)蒸气扩散传递,与沸石中的Cu(Ⅱ)反应,实现了低温(140℃)下Cu(Ⅰ)的选择性构筑;制得的Cu(Ⅰ)Y具有优异的C_(2)H_(4)/C_(2)H_(6)吸附分离性能,Cu(Ⅰ)Y的选择性达16.3,远高于Cu(Ⅱ)Y的3.2。机理研究表明,HCHO与Y沸石中的Cu(Ⅱ)发生氧化还原反应,在得到Cu(Ⅰ)的同时生成CO_(2)和H_(2)O。

国际先进乙烯装置分离技术的进展

综述了世界乙烯装置分离技术特点与最新进展,对顺序流程、前脱乙烷、前脱丙烷等三大乙烯分离流程进行了分析比较。

萃取精馏分离邻二甲苯-苯乙烯过程的模拟

选用N-甲基吡咯烷酮作为萃取剂,采用Wilson模型作为气液平衡的计算模型,利用化工流程模拟软件,对萃取精馏分离邻二甲苯-苯乙烯的过程进行模拟。考察了溶剂和原料的进料位置、萃取剂与原料的质量比(溶剂比)、回流比和理论塔板数对苯乙烯回收率和萃取精馏塔塔釜热负荷的影响,并通过正交实验设计得到较优的精馏操作参数。在满足产品中苯乙烯含量为99%(w)的条件下,正交优化的结果为:溶剂进料位置第6块塔板、原料进料位置第72块塔板、溶剂比9、回流比8、理论塔板数140。在该条件下,苯乙烯回收率为95.46%,热负荷为4.611 7 GJ/h,综合评价最好。

面向乙烷/乙烯分离的金属有机框架膜的大规模计算筛选

相比于传统热驱动的低温蒸馏工艺,基于金属有机框架(Metal-organic frameworks,MOFs)的膜分离是一种在技术和成本上可行的乙烷/乙烯分离替代方案.为了加速MOF膜在这一气体分离领域中的应用,本工作提出了两步筛选策略对12,020个真实MOF膜材料进行了大规模计算筛选,其中MISQIQ04表现出最高的乙烷/乙烯膜选择系数(4.16)和较高的乙烷渗透率(4.35×10^(5)Barrer).通过结构-性能关系分析,可以发现窄孔径和低孔隙率的MOFs是选择性分离乙烷的最佳膜材料,并且乙烷的选择性吸附对乙烷/乙烯膜分离过程起着主导作用.与传统计算筛选方法相比,本工作所提出的筛选策略降低了约87.1%的计算时间成本.为了进一步缩短模拟时间,本工作还开发了机器学习分类模型以实现对高性能MOF膜的快速预筛选并探讨了该模型的可移植性.结果表明,增加数据集的多样性有助于提高所开发模型的可移植性和泛化能力.

优先捕获乙烷的低成本MOF材料高效吸附分离乙烷/乙烯

石油化工过程中通常采用低温精馏法分离乙烷,以获得聚合级纯度的乙烯,该过程耗能巨大.而利用多孔材料的吸附分离来拆分两者,可极大地降低所需能耗和生产成本.目前,相关研究领域中已见报道的多孔材料虽能在实验室中较为高效地实现乙烷-乙烯的分离,但它们多为乙烯选择性吸附剂.易被水、含硫杂质污染而失活,需要至少4个吸附-解吸循环才能实现乙烯纯度需求,吸附剂用量大等问题使之无法实用化.具有在混合物中优先捕获乙烷能力的多孔材料则可规避上述所有问题.文中在溶剂热条件下合成了一种具有低成本、较好稳定性的微孔材料[Co _(3)(HCOO)_(6)].实验研究显示,该材料在常温常压条件下具有优先吸附乙烷的能力,材料骨架对于乙烷的亲和力明显大于乙烯.IAST计算表明298 K 1 bar时,[Co_(3)(HCOO)_(6)]的乙烷/乙烯吸附选择比可以达到1.3,该材料能高效地实现乙烷/乙烯的吸附分离.

乙烯装置分离技术环保减排及低能耗优化

某800 kt/a乙烯装置采用国产裂解技术及环保低能耗乙烯分离技术。对该分离流程进行了介绍,从急冷系统增设密闭蒸煮、乙烯精馏塔压控、乙烯直送下游装置、乙烯球罐减排、低温原料冷量回收5方面进行了设计优化。有效提高了乙烯分离流程的灵活性、先进性,减少装置的非必要排放,降低了运行成本,实现了装置生产更环保、节能。

1,1-二氯乙烯降解菌的分离鉴定及降解特性

从好氧活性污泥中分离得到一株能以1,1-二氯乙烯（1,1-DCE）作为惟一碳源和能源生长的革兰氏阴性菌株D-B,经鉴定属于产碱杆菌属（Alcaligenessp.）。当维持菌株D-B浓度一定时,1,1-DCE的去除率随着1,1-DCE浓度的增大先增加后降低,且降解过程主要发生在加入1,1-DCE后的3~5 h内。当1,1-DCE的初始浓度为300μg/L时去除率达到最大值85.32%。菌株D-B对1,1-DCE的降解符合Monod方程,饱和常数Ks=21.96 mg/L,1,1-DCE的最大比基质降解速率Vmax=50.76 mg/（L.h）。

碳二洗涤塔设计对脱甲烷系统分离工艺影响分析

对中国石化自主开发的低能耗乙烯技术工艺进行了深化研究,分析了装置中碳二洗涤塔设计对脱甲烷塔系统的影响,并对脱甲烷系统进行了模拟优化。结果表明:适当降低碳二洗涤塔的温度可大幅减少乙烯损失,同时提高氢气产品纯度。将碳二洗涤塔塔顶温度控制在约-122℃可使乙烯回收率和氢气纯度处于较高水平,同时将冷量的消耗控制在合理范围。

OCM法制乙烯中吸收塔的模拟

甲烷氧化偶联(Oxidative Coupling of Methane,OCM)法可实现由甲烷一步转化为乙烯。反应产物混合气要经过以甲苯为吸收剂的吸收分离工艺流程处理才能最终得到乙烯,而吸收塔是其中关键的设备。对甲苯吸收塔进行准确的仿真计算,对于指导生产过程的设计和操作有着重要的意义。通过建立吸收塔的数学模型,并运用化工动态流程模拟优化系统(Dy-namic Simulation & Optimization,DSO)平台对吸收过程进行了模拟。应用结果表明,整个仿真过程能够很好地反映出装置正常工况时的设备运行情况。仿真结果不仅可以作为操作人员分析生产过程的依据,而且还为改进设计和操作条件,以达到提高吸收塔处理能力和降低能量消耗,提供了有价值的参考。

一种基于经验增强的实时优化方法MEO

根据实时优化问题的特点,提出了一种实时优化方法——MEO(mnemonic enhancement optimization),它是一种高效的基于经验增强的实时优化方法。设计了MEO框架及其具体实现步骤,基于Aspen Plus平台开发了MEO通用代理服务器系统。结合Aspen Plus OOMF脚本语言与AOS NLP/NLA接口混合编程实施了MEO通用代理服务器系统。并应用脱丙烷塔和脱丁烷塔的联塔系统及大规模乙烯分离系统进行测试,结果显示相比于传统方法,MEO不但具有很好的实时性和收敛性,而且具有很好的鲁棒性和开放性,为实时操作优化的进行奠定了基础。