克拉玛依环烷基减四线馏分油溶剂精制过程中的性质关联与预测

密度和折光率是油品的基本物性,也是油品溶剂精制设计过程所需的基础数据。采用二甲基亚砜(DMSO)为萃取剂精制克拉玛依环烷基减四线馏分油,考察了萃取温度和剂油比的影响,并对溶剂精制过程中密度与折光率间的关系模型及二者与温度之间的定量关系进行探讨检验,验证不同关联式对油品性质预测的准确性。结果表明,DMSO可使萃取油芳香烃质量分数达到80%以上,改进后的二次方型关联式可较好地描述环烷基油品的密度与折光率间的关系。不同温度下密度和折光率比值基本呈正比,但随着温度的升高正比变化关系的准确性变差;Yarranton等提出的密度、折光率与温度的关系式可准确地预测萃余油密度和折光率随温度的变化。

核壳结构分子筛基催化剂设计及柴油机尾气脱硝反应机制研究进展

柴油机尾气排放的氮氧化物(NO_(x))是造成环境污染的主要污染源之一。氨选择性催化还原(NH3-SCR)技术是目前最有效的NO_(x)控制技术,而NH3-SCR催化剂的催化活性是该技术的核心。如今,分子筛基NH3-SCR催化剂已在该领域工业化并被广泛应用。但是,随着环保法规日益严苛及柴油机尾气“零排放”要求实施,开发具有更加优异催化活性以及抗中毒性能的分子筛基催化剂,特别是核壳结构催化剂显得尤为重要。本综述着重介绍了三种常用的Beta、ZSM-5、SSZ-13分子筛为内核的核壳结构分子筛基催化剂在NH3-SCR反应中最新的研究进展。还总结了抗高温水热老化,抗硫中毒,抗碳氢中毒以及抗碱金属中毒的反应机理,并解释了核与壳之间的界面效应在该反应中所起的重要作用。最后,对核壳结构分子筛基催化剂未来的发展和应用前景进行了展望。

冰浆流动过程中冰晶粒径演化规律的实验研究

本文实验研究了流速为1.0~2.5 m/s、质量含冰率为10%~30%、初始粒径为350~550μm条件下的冰晶粒径演化规律,分析了流速、冰晶颗粒浓度及初始粒径对冰晶粒径演化规律的影响。结果表明:过冷法制备的冰晶粒径分布符合对数正态分布;在湍流条件下,出口平均粒径明显小于进口,表明破碎比团聚对冰晶粒径演化的影响显著,使大粒径冰晶颗粒减少,小粒径冰晶颗粒增多;大粒径的冰浆颗粒更容易破碎成小粒径颗粒,并且随着流速的增大冰晶粒径破碎作用更显著。当质量含冰率为10%,速度由1.0 m/s增至2.5 m/s时,进出口平均粒径差(Δd_(32))由16.1μm增至34.6μm,这对冰浆的安全输运具有重要的指导价值。

减压转油线气液两相流动的流程模拟

应用流程模拟软件PROⅡ,基于压降模型和多级闪蒸模型,对减压蒸馏装置转油线(简称减压转油线)内的气液两相流动过程进行模拟,预测转油线中的压力、温度以及油气汽化率和气液体积比的变化。结果表明:压降、温降以及油气汽化率和气液体积比的变化主要发生在转油线的过渡段和衔接处;与高速转油线工况相比,低速转油线工况下的压降和温降均明显降低;在减压塔内油气汽化率一定的条件下,低速转油线工况下的入口温度更低,且能量的传递效率更高;同时,低速转油线工况下的油气汽化率和气液体积比的变化较为缓和,更有利于减少减压蒸馏塔进料段的雾沫夹带。所建模型的预测结果与工业数据较为一致。

金红石-锐钛矿混合TiO_(2)纳米网的合成及其光电联合催化降解油田用表面活性剂

使用阳极氧化和煅烧技术合成了金红石-锐钛矿混合晶型TiO_(2)纳米网阵列,采用SEM,XRD,XPS,UV和电化学工作站系统研究了阳极氧化时间对TiO_(2)纳米网形态、组成和结构的影响,考察了TiO_(2)纳米网对油田用表面活性剂烷醇酰胺的降解效果。实验结果表明,随阳极氧化时间的延长,锐钛矿型TiO_(2)含量增加,TiO_(2)纳米管孔径增大,吸收光谱向可见光转移,光电流增加。TiO_(2)纳米网对油田用表面活性剂烷醇酰胺具有很好的降解效果,用它作为光电联合催化电极时,120 min对烷醇酰胺的降解率达92%。

考虑水合物结构转变的含氢气体水合物相平衡模型

工业中常见的含氢气体往往含有较多的轻烃,而不同轻烃组成的变化能够引起水合物结构类型的转变,这也是影响水合物热力学模型预测精度的重要原因之一。因此,本文首先针对轻烃混合气体,在Chen-Guo水合物模型中引入新的水合物结构参数(n_(i)^(I))并通过实验数据拟合得到其参数值,以判断和计算因气体组成变化而引起的sⅠ/sⅡ型水合物转变的热力学相平衡。在此基础上,将含氢气体中的氢气视为只能被水合物小孔(联结孔)吸附的惰性气体,提出一种考虑水合物结构转变的相平衡模型,以提高含氢气体的水合物相平衡预测精度。结果表明,该模型对不同轻烃气体的水合物相平衡条件预测平均相对误差由约5.6%降至2.1%,对不同含氢气体的水合物相平衡条件预测平均相对误差由约8%降至2.3%,模型预测精度明显提高,能够满足工程应用要求。

甲烷在四丁基溴化铵和辛基-β-D-吡喃葡萄糖苷复配溶液中的相平衡条件研究

水合物法回收混空煤层气中的甲烷具有清洁高效和操作安全的优势。为了探究四丁基溴化铵(TBAB)和辛基-β-D-吡喃葡萄糖苷(OGP)两种促进剂的协同作用,完成了TBAB+OGP复配溶液中甲烷水的合物相平衡实验。结果表明,TBAB显著降低了甲烷水合物的生成压力,但是OGP的引入减弱了TBAB的热力学促进作用。其削弱作用随着OGP和TBAB浓度的增加而增加,随着温度的升高而降低。该研究为水合物法回收煤层气提供基础实验数据并指导后续的方案设计。

十二烷基硫酸钠对四丁基溴化铵溶液中甲烷相平衡条件的影响研究

水合物法回收油罐挥发气(VOCs)具有高效、低能耗和清洁无污染的优势。四丁基溴化铵(TBAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)分别为常用的热力学促进剂和动力学促进剂。TBAB-SDS复配溶液中CH_4水合物相平衡实验的结果表明,SDS的引入提高了TBAB溶液中CH_4水合物的相平衡压力,表现出抑制水合物生成的效果。其抑制作用随着SDS和TBAB浓度的增加而增加,随着温度的升高而降低。该研究为水合物法回收VOCs提供基础实验数据并指导后续的方案设计。

聚苯乙烯磺酸钠作用下Ⅰ型水合物的生成热力学与动力学

通过使用表面活性剂来提升水合物的生成速度和转化率是提高水合物技术经济价值的主要方法。因为泡沫过多不利于生产,低起泡性的聚苯乙烯磺酸钠(PSS)在水合物技术领域具有很好应用的潜力。本文根据对含PSS体系的水合物生成热力学研究,提出了乙烯-PSS溶液体系的热力学模型以定量描述PSS对水合物的热力学影响,该模型可较为准确地预测水合物的热力学临界生成压力:平均相对误差为1.1%,最大相对误差为3.8%。在上述研究基础上,本文研究了在PSS存在的情况下,PSS初始浓度和热力学推动力对Ⅰ型水合物的生成速度、最终转化率(水合物生成结束时的转化率)等参数的影响。结果表明,PSS对Ⅰ型水合物的热力学负面影响很小。PSS使水合物的最终转化率由59.6%±1.9%提升到80%以上,并使水合物的生成速度显著提升。当PSS初始浓度或压力低于特定值时,提高PSS初始浓度或压力可有效提升水合物的生成速度和最终转化率;但PSS初始浓度或压力高于特定值时,提高PSS初始浓度或压力对水合物生成速度和最终转化率的提升效果不再明显。

水合物形态学研究进展

水合物技术在气体分离、气体储存、海水淡化、蓄冷等领域有巨大的应用潜力。研究水合物的生长方式和形态特征在提高水合物储气量、降低水合物开采风险和防止水合物管道堵塞等方面有重要意义。本文从分子尺度的水合物晶格结构、毫米尺度的水合物晶体形态学和厘米尺度的水合物宏观生长形态学三个方面系统回顾了水合物形态学研究进展:总结了不同客体分子生成的不同类型水合物的不同晶格结构;从笼型水合物和半笼型水合物两个方面,阐述了过冷度、液相组成对水合物晶体形态学的影响;从金属表面传热、相界面传质、晶核加入以及促进剂的使用四个方面,介绍了水合物生长形态学的生长方式及其机理。本文总结了形态学研究对水合物技术工业化应用的积极作用并为水合物形态学研究的进一步发展提供参考。

新型钠离子电池的发展及应用研究

随着国家持续推进“碳达峰”“碳中和”,化石燃料的使用受到了越来越多的限制,电动车代替汽油车已是大势所趋。但电动车锂离子电池的安全性较差,在高温以及受到冲击后极易自燃,锂电池低温性能差的瓶颈很难突破。因此,设计一种低温电性能高、价格便宜,安全性能好的电池是解决这一问题的关键。钠离子电池具有适应性强、来源广泛,安全性高的特点,具有广泛的应用前景。本论文首先介绍了钠离子电池的发展,之后对钠离子电池在储能方面的应用进行了展望。