CO_(2)-环氧丙烷合成碳酸丙烯酯:氢键供体效应研究

“双碳”背景下,CO_(2)的综合利用迎来了挑战与机遇,将CO_(2)转化为高附加值化学品对于节能减排和碳循环利用具有重要意义。其中,将CO_(2)与环氧化合物经过环加成反应转化为环状碳酸酯是碳资源循环利用的重要方式之一。研究了环氧丙烷(PO)在以四丁基溴化铵(TBABr)为催化剂的均相体系中氢键供体效应对环加成反应的影响,探究了不同碳数醇类以及酚类极性对反应的影响。研究发现,在温和条件(100℃、2 h、1.5 MPa)下,以邻苯二酚为氢键供体时,PO的转化率可以达到99.8%,碳酸丙烯酯(PC)选择性可以达到99.51%,性能远远高于无氢键供体体系。此外,通过建立线性溶剂化能关系式以及Kamlet-Taft表达式,定量描述了氢键供体(醇类、酚类)极性参数对反应性能的影响,阐明了氢键供体对提高CO_(2)-PO环加成反应效率的影响。

基于改进TOPSIS的石化装置实时状态评估

针对石化装置运行工况数据积累量有限,难以满足装置运行状态传统评估方法数据需求的问题,提出基于改进逼近理想解法(TOPSIS)的状态评估方法,避免了对装置历史运行数据的依赖。该基于改进TOPSIS的评估方法,首先根据现场专家经验和工艺卡片过程指标的控制限,确定TOPSIS的正、负理想解;然后根据装置运行参数特点,形成固定值型和固定区间型指标,并建立相应的评估标准。采用该基于改进TOPSIS的评估方法对某炼油厂催化裂化装置反应-再生系统的异常工况进行了分析,结果表明该评估方法可以实现对催化裂化装置反应-再生系统的运行状态进行量化监测。

石化加氢装置典型腐蚀与防护

通过典型腐蚀案例和腐蚀介质分布分析,总结了石化加氢装置的腐蚀规律,主要腐蚀类型有:反应流出物系统NH_(4)Cl结晶及垢下腐蚀、NH_(4)HS冲刷腐蚀、HCl露点腐蚀、循环氢脱硫塔和汽提塔湿H_(2)S腐蚀等。明确了加氢装置各类典型腐蚀机理的关键影响因素,并针对性地从设备及管线选材、操作优化和腐蚀监检测等方面提出了腐蚀防护措施,对降低设备、管线腐蚀风险,保证加氢装置长周期安全运行具有很好的指导意义。

基于8.309μm QCL的硫化氢/甲烷开路式检测方法研究

H_(2)S,CH_(4)多组分气体浓度测量技术的研究对石油石化行业的安全生产有重要意义。基于中红外TDLAS技术,选用中心波长为8.309μm的量子级联激光器(Quantum Cascade Laser,QCL)为检测光源,搭建30 m长距离的遥测实验系统,使用WMS波长调制法对H2S,CH4气体的吸收谱线进行连续调谐与扫描,并对高频正弦载波进行了最优深化调制,实现了H2S,CH4多组分气体的同时测量。实验将H2S与5%体积分数的高浓度水汽进行混合测量,分析并验证了该波段的水汽吸收难以对测量造成交叉干扰的优良特性,并利用Savitzky-Golay平滑滤波器提高了检测信号的信噪比。通过遥测实验,分析了15 m,30 m不同遥测距离对检测信号的影响,并利用增加积分时间与计算信噪比的方法,得到了128.75×10^(-9)m的遥测最低限。最后,Allan方差的计算结果表明,当积分时间为183 s,142 s时,系统对H2S,CH4气体的最低检测下限分别为0.593×10^(-9)和1.160×10^(-9)。本文的研究结果为中红外波段H2S,CH4多组分气体的高灵敏度、同时测量提供了一种有效途径,为多组分气体的遥测应用提供了参考。

撬装式LNG加气站可燃气体探测器覆盖率优化研究

分析了撬装式LNG加气站的技术特点及潜在的安全风险,针对潜在的泄漏风险,从撬装式LNG加气站的风险研究和安全设计出发,建模并通过CFD模拟了可能的泄漏场景,给出了可燃气体探测器覆盖率的优化方案,提出了基于场景法撬装式LNG加气站风险预警方法。结果表明,提出的风险预警方法可以有效地辨识撬装式LNG加气站当前风险,为早期泄漏预警提供技术支持,有效提高了安全运行水平。

超临界二氧化碳泄漏减压模型构建及泄漏量分析

为了解决超临界二氧化碳管道泄漏风险评估问题,基于工业规模超临界二氧化碳小孔泄漏试验结果,提出分别构建超临界泄漏阶段、气液两相泄漏阶段、气相泄漏阶段的理论模型,并通过确定各阶段的传递参数,实现二氧化碳减压过程的理论建模。采用MATLAB软件编制了模型求解程序。通过试验数据验证了理论模型的可靠性。基于理论模型计算结果定量探讨了初始压力、初始温度和泄漏口径对泄漏减压过程压力及质量流量的影响。结果表明:初始压力在8~9.5 MPa变化时,对减压过程压力及泄漏质量流量影响较小;初始温度在33~39℃变化时,压力降至临界值的时间逐渐增加;泄漏口径减小,压降时间显著变长;在泄漏减压初期,泄漏质量流量均出现波动,随后随压力降低而逐渐降低。构建的理论模型能够实现超临界二氧化碳泄漏质量流量预测。

顶空气相色谱-质谱法测定国VIB车用汽油中挥发性有机组分

选择某加油站所售的国ⅥB车用汽油为研究对象,采用顶空气相色谱-质谱法测定国ⅥB车用汽油中挥发性有机组分峰面积比。结果表明:国ⅥB车用汽油中挥发性有机组分主要为C 5~C 9组分,其中烷烃最多,芳烃其次,烯烃最少;烷烃中异戊烷峰面积比最高,其次是异己烷和三甲基戊烷;芳烃中甲苯峰面积比最高,其次是二甲苯;烯烃主要为C 6组分,其中3-甲基-2-戊烯峰面积比最高。国ⅥB车用汽油中挥发性有机组分峰面积比可作为国ⅥB车用汽油危害因素识别与加油站空气中VOCs污染防治的重要依据。

LNG加气站泄漏风险分析及探测器覆盖率优化

随着我国能源正在朝着绿色和可持续的方向发展,液化天然气(LNG)被广泛认为是一种主要的化石能源替代燃料。半地下式LNG加气站作为LNG加气站的一种结构形式,风险评估目前缺乏针对性的研究。以半地下式LNG加气站为研究对象,对其进行了可能的泄漏风险评估并建立了数学模型,通过计算流体力学模拟软件(CFD)对可能的泄漏场景进行了模拟,对可燃气体探测器的布置以及覆盖率做出了优化,保证了半地下式LNG加气站的安全平稳运行。

管线钢氢相容性测试方法及氢脆防控研究进展

在研究氢脆发生机理与损伤机制时,常采用慢应变速率拉伸试验、疲劳寿命试验等手段,以力学性能、疲劳寿命等为指标衡量金属的氢脆敏感性。对于典型管线钢材料,其在不足5 MPa的氢气压力下,或在氢气体积分数10%的掺氢天然气环境中,已经在慢应变速率拉伸等试验中表现出明显的韧性下降、裂纹加速扩展等氢损伤特征。为模拟钢在氢气环境中服役,试验中常采用气相充氢与电化学充氢方法,前者能够模拟多种气相对管线钢氢脆的作用,后者能够快速模拟管线钢长时间服役后氢原子的渗透情况。针对氢脆过程及机理总结并分析了3种主要的氢脆防控技术:(1)调控管线钢材料与加工工艺,优化其微观组织,增加扩散速率,减弱氢原子聚集现象;(2)引入气体抑制剂,通过竞争吸附的方法减缓氢分子在材料表面的吸附;(3)增设管道内涂层,使氢气与管线钢基体金属隔离。并基于此提出进一步优化管道氢脆防控技术的建议。

吸附-包埋固定化微生物修复盐渍化石油污染土壤

为克服土壤中盐对微生物降解石油烃的不利影响,实验利用生物炭(BC)吸附石油烃降解菌后,再用海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)包埋,制备固定化微生物,用于修复盐渍化石油污染土壤。将制备的PVA-SA-BC固定化微生物(PSBB)用于石油无机盐液体培养基中及NaCl质量分数10 g/kg的石油污染土壤中,并考察其对石油烃降解率。研究结果表明:添加PVA能显著提高固定化载体的机械性能;吸附-包埋固定化能提高微生物耐盐能力,在无机盐液体培养基中,当NaCl质量浓度由20 g/L提升至40 g/L时,添加PSBB的石油烃降解率下降9.0%,降幅小于添加游离菌(下降13.5%)和添加BC固定化微生物(下降15.6%)的培养基。且添加PSBB的无机盐液体培养基中微生物浓度最高。经过120 d的土壤修复实验,PSBB组对石油烃的降解率达到61.5%,而游离菌(FB)组和BC固定化微生物(BCB)组的石油烃降解率分别为35.3%、45.9%,这表明添加PSBB对盐渍化石油污染土壤具有显著的修复效果。