过氧化二异丙苯的热稳定性及安全性研究

为了分析过氧化二异丙苯(Dicumyl Peroxide,DCP)的热稳定性和热安全性,利用C80微量量热仪对DCP在空气中的热分解及稳定性能进行试验研究,得到了升温速率对DCP热分解的影响规律,运用AKTS高级热动力学软件计算得到DCP热分解的活化能及指前因子、绝热条件下最大反应速率到达时间TMRad和不同包装下的自加速分解温度。结果表明:随升温速率增加,DCP的起始放热温度和最大放热温度升高;并由Friedman法得到不同转化率下活化能E和指前因子A的关系,计算得到DCP热分解的活化能范围为50~130 kJ/mol;TMRad为1 h、8 h、24 h、50 h和100 h时对应的起始温度分别为105.33℃、84.38℃、74.38℃、68℃和62℃;DCP的储罐内径越大,其对应的自加速分解温度越低。在生产、制造、储存、运输等过程中,应防止因温度变化而引发DCP的自分解放热爆炸事故。

国内外加氢站安全间距分析研究

通过对亚洲、欧洲、北美洲等国家和地区的加氢站比较研究,发现现阶段我国加氢站发展在安全间距、储氢方式、氢能管理等方面与国外存在的差异,同时指出我国标准制定过程中采用的汽油与氢气能量等价换算方法计算得出了过大的安全间距,这在一定程度上制约了我国加氢站的发展。研究了基于量化风险评价的加氢站安全间距计算方法,为加氢站安全间距的科学合理制修订提供了基础。

硫磺粉尘燃爆危险性研究

为预防硫磺粉尘的燃爆危险性,测试了硫磺的自燃温度、自热特性、热稳定性、最小点火能、爆炸下限质量浓度、爆炸压力和爆炸指数,根据实验结果对硫磺粉尘危险性做了分级。结果表明,随着粒径的减小,硫磺粉尘的自燃温度、最小点火能和爆炸下限质量浓度相应降低,爆炸压力和爆炸指数则升高;70μm以下粒径的硫磺粉尘的自燃温度(AIT)为220℃,最小点火能(MIE)为0.14 m J,爆炸下限质量浓度(MEC)为17.5 g/m3,最大爆炸压力(pmax)为1.15 MPa,最大爆炸指数(Kmax)为39.87 MPa·m/s,因此燃爆危险性最高;450μm以下粒径的硫磺粉尘爆炸危险性等级均为St3级。

含氯挥发性有机物(Cl-VOCs)废气处理的研究进展

系统调研了Cl-VOCs废气处理的研究进展。分类介绍了Cl-VOCs废气的处理方法,如焚烧法、催化燃烧法、冷凝法、生物法、催化还原法、光化学氧化法、紫外光解法、吸收法和吸附法等;总结了不同吸附材料(活性炭、活性炭纤维、聚合物以及金属有机骨架材料)对Cl-VOCs废气的吸附性能;展望了吸附法在Cl-VOCs废气处理方面的发展前景以及研究高性能吸附材料的必要性。

MOFs作为防毒面具中吸附材料的应用研究

金属有机骨架材料(MOFs)是由金属离子与有机配体自组装而成的结构规整的多孔骨架材料,其巨大的比表面积使其在有毒气体分子吸附等领域有着广泛应用。可以通过对MOFs材料中有机配体进行酸、碱修饰,增加气体与材料骨架之间的相互作用,提高对有毒气体的吸附选择性及吸附容量。简单介绍了MOFs材料的多样性,分类总结了MOFs材料作为防毒面具中吸附材料对酸性、碱性及中性有毒气体的吸附性能。最后,对MOFs材料作为防毒面具吸附材料的应用前景进行了展望,宽范围、高吸附容量的MOFs材料是用于防毒面具中的理想吸附材料,是今后吸附材料研究的重点方向。

动力学抑制剂与水合物阻聚剂联用时抑制性能研究

水合物造成的流动安全问题长期困扰着油气生产和运输部门。采用高压蓝宝石反应釜和在线激光粒度测定装置,系统研究了动力学抑制剂与水合物阻聚剂联用时在油水体系内对水合物的抑制性能,并考察了在水合物形成过程中颗粒粒径分布变化规律。实验结果表明,与单独加入水合物阻聚剂体系相比,动力学抑制剂的加入可有效抑制水合物的成核,延长水合物形成的诱导时间;但二者联用后导致油水乳化程度变差,并在水合物形成初始阶段易发生颗粒间的相互聚积。

乙炔燃爆特性的研究

为减少乙炔火灾爆炸事故的发生,采用20 L爆炸罐为试验仪器,对常温、初始压力0.1 MPa条件下,不同体积配比乙炔-空气混合气的燃爆特性及氮气对乙炔分解爆炸的影响进行了试验研究,并结合碰撞理论和燃烧反应方程对试验结果进行了理论分析。结果表明：乙炔-空气混合气体随乙炔体积分数增大,最大爆炸压力逐渐升高;在乙炔体积分数为10%~55%范围内,乙炔与空气混合气的最大爆炸压力恒定在1.7 MPa,乙炔体积分数为10%时取得最大爆炸指数（78.14MPa.m/s）;乙炔体积分数为55%~100%范围内,混合气体爆炸与初始压力有关,并且初始压力随乙炔体积分数增大而升高;纯乙炔分解爆炸的初始压力为0.18 MPa。氮气对乙炔分解爆炸有一定的抑制作用,并随氮气体积分数增加,抑制作用逐渐增大。

硫磺粉尘爆炸特性研究

为研究硫磺粉尘爆炸危险性,采用哈特曼管式爆炸测试装置与20L球爆炸测试装置对常温常压下不同粒径的硫磺粉尘爆炸特性参数进行了测试和评估,得到了不同粒径硫磺粉尘的最小点火能、爆炸下限质量浓度和爆炸指数,根据实验结果对硫磺粉尘危险性进行了分级.结果表明,70～850 μm不同粒径的硫磺粉尘最小点火能在0.144～125 mJ,且随着粒径的减小而降低;45～375 μm不同粒径的硫磺粉尘爆炸极限质量浓度在15～20 g/m3,且随着粉尘粒径的减小而降低;45～375 μm不同粒径的硫磺粉尘最大爆炸指数在34.46～39.87 MPa· m/s,且随着粒径的减小而增大,其粉尘爆炸危险性等级为St3.

联用型水合物抑制剂在循环管路内抑制性能研究

水合物造成的流动安全问题长期以来困扰着油气生产和运输部门。低剂量水合物抑制剂包括动力学抑制剂和水合物阻聚剂,因其用量小、经济环保等优点逐渐受到油气工业界重视;但二者单独使用均有其局限性,而关于二者联用时对油水体系内水合物抑制性能方面的研究则鲜有报道。采用自行设计搭建的水合物循环管路,系统研究了动力学抑制剂与水合物阻聚剂联用时的抑制性能;并与单独加入水合物阻聚剂体系进行了对比分析。实验结果表明,与单独加入水合物阻聚剂体系相比,动力学抑制剂的加入可有效抑制水合物的成核和生长,延长水合物形成的诱导时间和生长时间;二者联用后导致水合物形成初始阶段易发生颗粒间的相互聚积,随着水合物持续形成,水合物环路发生了严重的沉积堵塞现象。最后分析了二者联用时在多相混输管道内的抑制机理。

水合物动力学抑制剂在油水体系内抑制性能实验研究

水合物造成的管道流动安全问题长期困扰着油气生产和运输部门。采用高压蓝宝石反应釜,系统研究了一类水合物动力学抑制剂在油水体系内的抑制性能,实验结果表明:在(柴油+水+甲烷)体系内,可视观察法测定的诱导时间更能真实反映水合物动力学抑制剂的抑制性能;随着动力学抑制剂添加浓度的增加,在进气压力相近情况下,体系可承受的最大过冷度呈现先增大后减少的趋势。在(柴油+水+乳化剂+甲烷)体系内,乳化剂的添加浓度对体系可承受的最大过冷度无明显影响;在动力学抑制剂添加浓度相同情况下,实验测定的最大过冷度比(柴油+水+甲烷)体系中的测定结果偏小。最后从油水乳化角度对比分析了动力学抑制剂在油水体系内的抑制机理。

MOFs膜的制备方法及其应用研究

首先讨论了金属有机骨架材料(MOFs)薄膜的不同制备方法(蒸发结晶法、溶剂热法、叠层法、电化学法、微波诱导热沉积、胶体沉积法等),分析了每种方法制备的MOFs薄膜特点及优、缺点;其次总结了多功能MOFs薄膜在压力诱导化学检测传感器、Fabry-perot传感器、基于石英晶体微天平(QCM)传感器、发光MOF薄膜等方面的应用;最后对MOFs薄膜的应用与发展进行了展望。

多级孔MOFs材料的制备及吸附应用研究

简单介绍了MOFs材料的吸附性能,引出了多级孔MOFs材料的制备方法及其吸附性能。最后,对多级孔MOFs材料作为吸附材料的应用前景进行了展望。

复配型水合物阻聚剂在模拟循环管路内阻聚性能研究

利用1套近中试规模的模拟水合物循环管路,系统考察了自行开发的复配型水合物阻聚剂在油水体系内的阻聚性能。评价结果表明,复配型水合物阻聚剂在初始含水率为5%~15%的（柴油＋水＋天然气）体系中具有良好的阻聚性能,可有效阻止水合物颗粒间的聚积,最终形成均匀稳定的水合物浆液。另外,由不同时间的停输/重启实验可知（2、4、8 h）,水合物浆液表现出触变性流体特征,重启过程中未发现水合物颗粒的沉积现象。

吸附法处理含苯系物废气研究进展

含苯系物废气严重危害人体健康,作为目前应用最广泛的处理技术,吸附法的发展受到极大关注。系统调研了近年来吸附法处理含苯系物废气的研究进展,首先介绍了吸附法的处理机理;其次分类详述了不同类型吸附剂的应用,如活性炭、活性炭纤维、有机膨润土以及其他新型材料;最后总结和展望了吸附法处理含苯系物废气日后的发展方向。

HYSYS软件及其自动化接口研究

复杂系统的故障诊断,由于潜在故障的数目极大,因此无法对诊断方法的实际效果进行有效地评价和验证。在化工流程中这一矛盾更加突出。考虑运用仿真技术搭建“虚拟工厂”,并利用计算机自动进行事故的产生,来对各类诊断方法进行综合评价。由于化工流程的多样性,要求虚拟工厂能模拟各种流程,且具有开放性、可扩展性以及动态模拟等特性,选用HYSYS作为仿真平台。针对该平台进行的事故产生和实时数据监测都涉及到与HYSYS的数据交互问题。该文对基于HYSYS进行的诊断方法评价环境作了介绍,并重点对利用其自动化接口进行不同进程间数据交互的问题进行了详细的研究。此研究对于故障诊断的验证方法有积极意义。

含水合物阻聚剂的水合物浆液流动特性实验研究

水合物浆液技术作为一种新型油-气-水多相安全混输的方式逐渐受到油气生产和集输部门。利用一套近中试规模的模拟水合物循环管路,研究了在水合物阻聚剂存在条件下,不同初始含水率（20.0%～30.0%）水合物浆液的流动特性。实验结果表明,随着水合物颗粒的形成,体系流量伴随着波动逐渐下降,最终趋于稳定;而体系压差呈现先剧烈增加,而后逐渐下降并趋于稳定的趋势。与初始原料气组成相比,水合物浆液形成后体系内平衡气中轻烃组成存在不同程度的富集,从而导致平衡气水合物生成条件曲线向着低温高压区域偏移。由水合物浆液宏观形态演化过程可知,随着水合物颗粒的形成,原有的油水乳液结构遭破坏,最终形成的水合物浆液为固（水合物）-液（柴油）分散体系。另外,由不同时间（2 h、4 h和8 h）的停输/重启实验可知,水合物浆液表现出明显的触变性流体特征,且随初始含水率的增加,其触变性特征愈明显。

井下环境固井水泥环射孔冲击破坏实验研究

非常规油气资源开发中,高强度聚能射孔完井导致的油气井水泥环层间封隔与完整性破坏问题严重。设计一种新型柱状水泥环砂岩射孔靶试件,研究井下围压和温度环境工况下射孔水泥环结构破环机理。设计9组靶试样,实验研究水泥材质、水泥厚度、固井缺陷、装药量、射孔弹型号等参数对水泥环结构破坏的影响,采用CT技术分析射孔水泥环结构破坏形式与程度。结果表明,水泥环结构抗射孔冲击能力主要受控于固井缺陷、水泥环材料组织、射孔弹型号和井筒爆轰压力变化。在实验研究基础上将射孔冲击载荷分为射孔侵彻压力和井眼爆轰压力。高速射孔侵彻压力载荷引起射孔周边局部塑性流动损伤、微裂纹和压实,而井筒爆轰压力载荷导致水泥环结构宏观径向裂纹,对结构强度与层间封隔有致命影响。相关的实验数据和认识对理解射孔水泥环结构破坏机理,指导射孔工艺实践具有重要意义。

金属有机骨架材料(MOFs)的合成及应用研究

金属有机骨架材料(MOFs)是由有机配体与金属离子自组装形成的一种新型的具有周期性的多孔骨架材料。首先讨论了MOFs材料的不同合成方法 (缓慢扩散法、水热法、一锅法、电化学、机械化学法、微波辅助加热法和超声法等);其次总结了多功能MOFs材料的应用(氢气和甲烷的储存、CO_2捕获、有毒化合物的选择性吸附、多相催化和金属缓蚀等);最后展望了MOFs材料的工业应用前景。

MOFs材料对挥发性有机物(VOCs)的吸附研究

挥发性有机物(VOCs)严重危害人体健康和破坏生态环境,吸附技术是处理VOCs的有效技术之一,多孔材料是最常使用的脱除VOCs的吸附剂。金属有机骨架材料MOFs是一种新型的多孔骨架材料,由于具有巨大的比表面积和孔容,其在吸附方面的研究也日益引起人们的关注。系统调研了近年来MOFs材料吸附VOCs的研究进展,首先介绍了MOFs材料及其特点;其次分类详述了不同MOFs材料(MOF-5、MOF-177和MIL-101等)及其对典型VOCs的吸附性能;最后总结和展望了MOFs材料在吸附VOCs及其他有毒气体的应用前景。

复配型水合物防聚剂性能评价实验研究

由天然气水合物堵塞造成的流动安全问题长期困扰着油气生产和集输部门,水合物防聚剂作为一种新型防控方法逐渐受到重视。采用高压蓝宝石反应釜和在线激光粒度测定装置,系统评价了一种复配型水合物防聚剂在油水体系内的防聚性能及与一种降凝剂的配伍性;其次研究了在水合物防聚剂存在条件下,水合物形成过程中颗粒弦长分布变化规律;最后分析了复配型水合物防聚剂在油水体系内的防聚机理。