SiO2/S涂层与结焦抑制剂抗结焦性能的实验对比

 在退役炉管内表面制备了 SiO₂/S 复合涂层,对涂层与结焦抑制剂的抗结焦性能进行了对比。采用扫描电子显微镜、X射线能谱分析了炉管内表面及截面的形貌和化学组成,表征了加入结焦抑制剂后的焦层形貌。结果表明,退役炉管内表面粗糙,呈刻蚀状形貌,并且分布着细小的孔洞及裂纹,丝状焦首先在这些部位成核与生长。提高复合涂层的涂覆效果与保持涂层的完整性可以有效地降低焦炭的沉积。结焦抑制剂由于其中含硫化合物与含磷化合物的协同作用,抗结焦性能优良。当加入结焦抑制剂质量分数为200 μg/g 时,结焦抑制率达到69.2%;而 SiO₂/S 复合涂层的结焦抑制率达到65%,前者效果略优。     

二氧化硅抗结焦涂层的制备及性能研究

在裂解小试装置中,采用化学气相沉积法在裂解炉管的内壁沉积了二氧化硅抗结焦涂层,通过EDS和SEM等方法研究了二氧化硅涂层在裂解管内的分布规律,通过裂解结焦评价实验考察了二氧化硅涂层的抑制结焦性能。表征结果显示,在裂解炉管中间区域可以得到较好的二氧化硅涂层,但在裂解炉管的入口和出口处二氧化硅沉积较少,涂覆效果较差。实验结果表明,所制备的二氧化硅涂层在850℃的裂解温度下具有很好的抑制结焦效果,但经1 000℃蒸汽高温热冲击2 h后,抑制结焦效果急剧下降;所制备的二氧化硅涂层对裂解产物中乙烯、丙烯和丁二烯的收率影响不明显。     

SiO2/S涂层及乙酸钾抗结焦性能的对比

  以石脑油为裂解原料,在850℃下对退役  HP40炉管内表面进行结焦试验,并对比了 SiO₂/S 涂层与乙酸钾的抗结焦性能。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和透射电镜(TEM)表征了焦炭形貌,采用热重(TGA)、元素分析和拉曼光谱考察了焦炭结构。结果表明,由于退役 HP40炉管内表面状态的改变,加剧了催化结焦。SiO₂/S 涂层可以有效地抑制催化结焦,其结焦抑制率达到65%,但是 SiO₂/S 涂层剥落后,焦炭以催化焦为主,同时夹杂着部分热裂解焦。当乙酸钾质量分数为400 μg/g 时,抑焦率达到60%。当乙酸钾质量分数分别为0、100、200和400 μg/g 时,丝状焦直径分别为100、60、45和35 nm。SiO₂/S涂层与乙酸钾对焦炭结构影响较小,退役 HP40炉管内表面焦炭为高沸点、缩合度较高的大分子,石墨化程度较低。     

硅铬复合氧化物抗结焦涂层的制备及其性能

采用化学气相沉积法在裂解小试装置的裂解炉管内制备了硅铬复合氧化物抗结焦涂层。通过裂解结焦实验、元素分析和SEM方法对硅铬复合氧化物涂层在裂解炉管内的分布规律、抑制结焦能力和抗高温冲击能力以及涂层对烯烃收率的影响进行了研究。在裂解炉管内沉积硅铬复合氧化物涂层时,炉管入口沉积的涂层中含有较多的氧化铬,中间段的涂层主要为硅铬复合氧化物,而出口的涂层含氧化硅较多。所制备的涂层前期结焦抑制率可达90%,在第14次评价周期后,结焦抑制率仍保持在80%以上。硅铬复合氧化物涂层能耐受1 000℃的热冲击,具有较好的牢固度,并对乙烯、丙烯和丁二烯收率的影响不明显。     

SiO2/S涂层和硫磷抑制剂的抑制结焦性能研究

采用常压化学气相沉积法（APCVD）在退役25Cr35Ni乙烯裂解炉管内表面制备了SiO2/S涂层,分别研究了表面涂层与裂解原料中添加结焦抑制剂的抗结焦性能;并对表面涂层与结焦抑制剂的联合抑制性能进行了研究。利用扫描电子显微镜（SEM）、能量色散谱仪（EDS）和Raman光谱对SiO2/S涂层形貌、成分和结构进行了分析,对焦层形貌进行了表征。结果表明,SiO2/S涂层粒子结合紧密,粒径大小约为6 ~10 μm,涂层厚度约为7 μm;涂层由Si-O-Si三节环结构和非晶态的Si-O-S结构构成;炉管内表面经过涂层处理后,结焦抑制率为65.07%;裂解反应原料中加入抑制剂的质量分数为200 μg/g时,结焦抑制率为69.20%,两种方法的抗结焦性能相当;表面涂层与结焦抑制剂联合使用时,抑制剂最佳质量分数约为50 μg/g,联合抑制率为98.50%。     

SiO2/S涂层抑制结焦性能的中试对比研究

为了抑制乙烯裂解炉管结焦,对SiO2/S涂层的抑制结焦性能进行了中试试验,并与未涂层炉管和加入结焦抑制剂炉管的结焦结果进行了对比。利用SEM和EDS表征了炉管出口部位结焦层的形貌及成分。结果表明,与未涂层炉管相比,SiO2/S涂层的结焦抑制率为39%,而结焦抑制剂的结焦抑制率为41%,两种工艺条件的抑制结焦效果相当。未涂层、涂层和加入结焦抑制剂的炉管出口结焦层均发生了片状剥落,剥落焦层主要由碳元素组成,且无丝状催化焦存在。涂层和加入结焦抑制剂的炉管剥落焦层厚度约为30 m,而未涂层炉管剥落焦层厚度约为50 m。焦层剥落后的未涂层炉管和加入结焦抑制剂炉管表面为粒状焦,而涂层炉管表面为松散的粉末状焦。     

静电喷涂制备环氧/Al2O3耐磨涂层的研究

为了改善有机涂层的耐磨性,以超细Al2O3陶瓷颗粒增强环氧树脂,提高有机涂层的力学性能和物理性能。利用静电粉末喷涂环氧粉末、环氧/Al2O3、环氧粉末制备环氧/Al2O3梯度涂层,利用打分法、冲蚀试验研究了制备涂层的结合强度、耐磨性等性能。研究表明:基体经表面处理后,三层梯度涂层的结合力最强;当添加30%Al2O3陶瓷颗粒,涂层固化温度为220℃、时间为20 min时,涂层的耐磨性、硬度为最佳,涂层硬度可达到43 HV,用16～18目的金刚砂冲刷90 s后,涂层的磨损率仅为0.45%。     

乙烯裂解炉用BaCe_(0.8)Y_(0.2)O_3涂层的抗结焦性能

采用浆料法,在金属样片上制备Al_2O_3涂层和BaCe_(0.8)Y_(0.2)O_3涂层,并在乙烷水蒸气裂解中考察涂层的抗结焦性能。通过TG,SEM,EDS分析,发现Ba Ce_(0.8)Y_(0.2)O_3涂层结焦很少。在裂解炉炉管内表面制备Ba Ce_(0.8)Y_(0.2)O_3涂层,考察它在石脑油水蒸气裂解中的裂解性能。与空白炉管相比,Ba Ce_(0.8)Y_(0.2)O_3涂层使结焦量减少96.1%,产气量急剧增大,裂解焦油减少,H_2,CO,CO_2的收率显著增大,乙烯、丙烯、丁二烯收率略微降低。     

有机燃料与氧化剂的化学计量比对La0.8Sr0.2CoO3催化剂性能的影响

以D,L-丙氨酸为有机燃料,采用溶液燃烧法制备了钙钛矿型复合氧化物La0.8Sr0.2CoO3催化剂,研究了有机燃料与氧化剂的化学计量比(φ)对催化剂结构和性能的影响,考察了催化剂的甲烷燃烧活性,并对催化剂进行了表征.实验结果表明,La0.8Sr0.2CoO3催化剂具有钙钛矿型结构,催化剂的结构和性能随φ的不同而变化,当φ=1.52时所制备的催化剂活性最高,甲烷转化率达到50%和100%时的反应温度分别为460,540 ℃.该催化剂的平均晶粒度(12.32 nm)较小,晶格畸变率(4.66×10-3)和比表面积(21.40 m2/g)较大,表面和氧空穴处的化学吸附氧更容易移动,表观活化能(62.54 kJ/mol)较低.     

常压化学气相沉积法制备SiO_2涂层及其抗结焦性能

以正硅酸乙酯为硅源物质、空气为载气和稀释气,采用常压化学气相沉积法在HP40钢表面制备了SiO2涂层;采用扫描电子显微镜和能量色散能谱表征了SiO2涂层的组织结构和表面形貌;考察了在乙烯裂解的工艺条件下SiO2涂层的结焦抑制能力。实验结果表明,所制备的SiO2涂层具有表面平整、均匀致密的特点,粒径均在1μm以下,且与基体具有一定的结合强度;在乙烯裂解的工艺条件下,SiO2涂层具有良好的抑制结焦能力,当裂解温度为830℃、水蒸气与石脑油的质量比为0.67时,SiO2涂层的结焦抑制率为75%左右,大大提高了HP40钢的抗结焦能力。     

Fe掺杂LaCoO3钙钛矿阴极材料的第一性原理研究

以第一性原理方法经过互换相关函数检测、通过晶体库选择的晶格参数,构建了Fe掺杂LaCoO₃型钙钛矿的体相架构,同时对其能带架构与态密度及各类要素的分态密度展开了剖析。结果显示Fe掺杂使LaCoO₃的导电性增强,电荷分布更加集中,有利于改善催化过程的进行,但LaCoO₃的架构稳定性更好。     

B位元素掺杂对La0.8Ce0.2MnxM1-xO3/γ-Al2O3催化剂催化VOCs燃烧性能的影响

以γ-Al2O3为载体,采用等体积浸渍法制备负载型钙钛矿催化剂La0.8Ce0.2Mnx M1-x O3/γ-Al2O3,考察了B位元素类型和B位元素配比对其催化甲苯燃烧性能的影响,并考察了其对"三苯系"挥发性有机化合物(VOCs)的催化燃烧性能,同时对催化剂进行XRD、BET和SEM表征分析。结果表明,催化剂的最佳形式为La0.8Ce0.2Mn0.8Co0.2O3/γ-Al2O3,在该催化剂作用下甲苯的起燃温度T50和完全转化温度T90分别为243和303℃;就"三苯系"单组分燃烧反应而言,催化剂对二甲苯燃烧的催化活性最高,对苯燃烧的催化活性最低,对"三苯系"混合物燃烧也表现出了良好的催化效果。负载型钙钛矿催化剂保持了完整的钙钛矿结构,负载后催化剂的比表面积和孔隙率都大大增加,自身得以更大程度地分散,整体呈蓬松的絮状,更有利于催化剂的实际应用。     

LaCo0.7B0.3O3催化剂CO-SCR脱硝性能研究

采用柠檬酸络合燃烧法制备了LaCo_0.7B_0.3O₃(B=Cr, Mn, Fe)催化剂,通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、氢气程序升温还原(H₂-TPR)和一氧化氮程序升温脱附(NO-TPD)等表征方法对LaCo_0.7B_0.3O₃催化剂的理化性质进行了表征,并在常压固定床微型反应器中评价了LaCo_0.7B_0.3O₃催化剂的CO选择性催化还原(COSCR)脱硝活性。结果表明,过渡金属(Cr、Mn或Fe)部分取代了LaCoO₃催化剂中的Co,Cr、Mn或Fe进入LaCoO₃骨架中,LaCo_0.7B_0.3O₃催化剂具有钙钛矿结构,无杂相生成,但引起了晶格畸变。过渡金属部分取代Co会影响催化剂的粒度、分散性、氧化还原性能和N...     

钙钛矿型氧化物LaFe1-xCoxO3制备及其甲烷部分氧化催化性能研究

用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿型LaFe1-xCoxO3（x=0,0．2,0．4,0．6,0．8,1．0）系列样品,分别用程序升温还原（H2-TPR）和程序升温表面反应（CH4-TPSR）考察了催化剂表面的氧消耗过程及甲烷与催化剂表面氧物种的反应。结果表明,催化剂上存在两种氧物种,强氧化性氧物种和弱氧化性氧物种。随着Co含量的增大,甲烷在催化剂上发生的氧化反应从以部分氧化为主向深度氧化为主逐渐过渡,对部分氧化制合成气不利。     

掺杂钙钛矿催化剂的制备及其催化合成气直接转化制C2+醇性能研究

由合成气直接转化制C₂₊醇(碳链中含两个及两个以上碳原子的醇类)是目前最有前景的醇类化合物合成路线之一,而钙钛矿结构的催化剂可用于提高该过程中的C₂₊醇合成性能。采用共沉淀法分别制备了Co、Mn掺杂的钙钛矿LFC和LFM催化剂(L、F、C和M分别指金属La、Fe、Co和Mn),系统考察了不同焙烧温度和掺杂元素对钙钛矿催化剂的C₂₊醇合成性能的影响。多种表征结果显示,低焙烧温度可优化LF-600(“-”后的数字指焙烧温度)催化剂的结构和吸附行为,在LF-600催化剂上,CO解离和非解离位点的耦合有助于提高反应的CO转化率和总醇的选择性,分别达16.9%和31.2%(质量分数),且Co和Mn的掺杂可改变LF-600催化剂的产物分布和活性。与LF-600催化剂相比,LFC-600催化剂的H₂吸附能力低,有利于反应链增长,从而将C₂₊醇在总醇中的比例从60.4%提高至71.6%。LFM-600催化剂具有更多的低温H₂吸附位点,导致醇类产物以甲醇为主,而Mn掺杂导致...     

挤条法制备负载型LaFeO3催化剂用于CH4氧化反应的研究

钙钛矿型催化剂LaFeO3用于CH4选择氧化制合成气具有良好的反应性能,但存在强度差及比表面积小的缺点。采用硝酸铝和氨水滴定制备氢氧化铝前驱体与LaFeO3活性组分机械混合,通过挤条等步骤制备了系列催化剂,并通过XRD、切换、脉冲、程序升温等反应研究了活性组分、助剂、温度等对催化剂反应性能的影响。实验测定结果表明,所制催化剂强度都高于200N/cm,且反应性能良好。     

Ni/La-BaTiO3催化剂的低温CH4/CO2重整性能研究

镧液相掺杂合成了不同镧含量的La-BaTiO3载体,再通过浸渍负载活性组分制备出Ni/La-BaTiO3催化剂。通过CH4/CO2连续重整制合成气反应,考察常压下、700℃和750℃温度的Ni/La-BaTiO3催化剂稳定性和积炭性能;采用CO2脉冲反应评价了700℃低温重整条件下各Ni/La-BaTiO3催化剂上一氧化碳的歧化反应程度。结果表明,一氧化碳的歧化反应程度对催化剂低温CH4/CO2重整的稳定性和积炭性能影响显著,Ni/1.05%La-BaTiO3是最佳的低温CH4/CO2重整催化剂。     

CNTs/Fe3O4磁性破乳剂的制备及性能研究

为了实现破乳剂的绿色环保可回收,选择将功能化后的碳纳米管(CNTs)和四氧化三铁(Fe₃O₄)进行复合,通过溶剂热法制备磁性破乳剂CNTs/Fe₃O₄,并用XRD、FT-IR及SEM对破乳剂的结构进行了表征,研究了CNTs/Fe₃O₄磁性破乳剂对水包油型乳液的破乳性能,并探究其达到最佳破乳性能的条件及回收性能。研究结果表明：通过溶剂热法将Fe₃O₄和CNTs成功复合在一起,制备的磁性破乳剂CNTs/Fe₃O₄分散性明显增强。当破乳温度为65℃、破乳剂加量为600 mg/L、破乳时间为90 min、pH值为6时的破乳效果最佳,处理后含油废水的透光率可高达96.03%,水中含油量为0.017 g/L。CNTs/Fe₃O₄在循环利用4次时的破乳效果显著,透光率仍然可达91.43%。     

CO2驱低渗非均质油藏抗高温封窜剂的性能研究

针对高温低渗非均质油藏CO2驱普遍存在的气窜问题,研制了耐温抗盐CO2气驱封窜剂,考察了其抗盐性和封堵性。在135℃条件下,封窜剂最佳配方为:4.5%丙烯酰胺、0.2%阳离子改性剂、0.2%乳化型引发剂、0.25%甲醛、0.005%N,N'-亚甲基双丙烯酰胺和0.8%缓聚剂。其抗盐能力强,Na+、Mg~(2+)、Ca~(2+)的使用范围分别为:Na+25 g/L、Mg~(2+)15 g/L、Ca~(2+)12 g/L。封堵实验结果表明,成胶时间越长,封堵率越高,成胶时间大于40 h时的封堵率约98%;随着堵剂注入量的增加,填砂管封堵率提高,注入量为0.6 PV时的封堵率可达91.5%;该堵剂有良好的选择性封堵能力,可将高渗填砂管渗透率降低92.5%。对CO2气驱的封窜能力强,可提高原油采收率11.2%。     

TCN-TiO2/Zn(CH3COO)2-ACF复合材料吸附耦合光催化降解烷烃类VOCs性能研究

采用Zn(CH₃COO)₂通过超声-真空浸渍法对活性炭纤维(ACF)进行改性,通过水热横向热剥离法制备了管状氮化碳(TCN),并将其与TiO₂复合并负载于改性ACF上制备成TCN-TiO₂/Zn(CH₃COO)₂-ACF复合材料。应用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、N₂吸附-脱附、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见分光光谱、光致发光光谱、光电流响应曲线对复合材料进行表征,并对复合材料催化正己烷降解的机理与降解率进行了研究。结果表明：光照条件下,TCN质量分数为4%的复合材料对正己烷的降解效果最好,其最佳的制备条件为负载2次、450℃下煅烧。采用此条件所制复合光催化剂,在体积空速为1 000 h^-1的条件下,质量浓度为200 mg/m³的正己烷气体降解率可达到87.9%。采用Zn(CH₃COO)₂对ACF进行改性,使ACF吸...