活性炭的微孔结构对其选择性吸附CH4/N2混合气中CH4的影响

活性炭因其具有较高的选择吸附性和吸附容量已被广泛应用于CH₄/N₂的吸附分离研究,影响活性炭选择吸附性和吸附容量的主要物理参数之一是其微孔结构,准确地表征活性炭的微孔结构并阐明其与活性炭选择性吸附CH₄/N₂混合气中CH₄的内在联系至关重要。为此,结合常温气体吸附法和分子探针技术,采用吸液驱气法表征了6种活性炭的微孔孔径分布,结合动态法测量得到CH₄/N₂分离因子,并借此分析了活性炭的微孔结构对其选择性吸附CH₄/N₂混合气中CH₄的影响。结果表明：①与77 K条件下N₂吸附法测试结果相比,吸液驱气法能够测量到活性炭中更小尺寸的孔;②活性炭样品微孔孔径分布不同,其CH₄/N₂分离因子也不相同;③活性炭孔径小于0.48 nm的微孔对其选择性吸附混合气CH₄/N₂中的CH₄起着非常重要的作用。结论认为,吸液驱气法可为研发吸附分离CH₄/N₂的吸附剂提供更为准确的基础数据。     

H2O2/HCl体系中2-烷基蒽氧化制2-烷基蒽醌过程研究

为解决2-烷基蒽醌传统生产工艺——苯酐法的污染问题，开发了2-烷基蒽(R-AN)氧化生产2-烷基蒽醌的技术路线。采用过氧化氢/盐酸(H₂O₂/HCl)体系进行R-AN的氧化，通过质谱与核磁共振分析确定主产物为2-烷基蒽醌，副产物为R-AN的一氯和二氯取代物；对氧化反应机理进行研究，明确了氧化反应活性物种为HClO和¹O₂。系统考察了溶剂种类、反应时间、H₂O₂及HCl与R-AN的物质的量之比、反应初始液相中的水质量分数[w(H₂O)]和R-AN质量浓度[ρ(R-AN)]对氧化反应效果的影响，并基于支持向量回归(SVR)理论建立了收率预测模型。通过模拟优化，确定最佳工艺条件为：常压、70℃、n(H₂O₂)/n(R-AN)=5、n(HCl)/n(R-AN)=5、w(H₂O)=8%、ρ(R-AN)=0.04 g/mL、反应时间8 h。此条件下，所得2-烷基蒽醌的收率大于98%...     

CO2、H2S对3Cr钢静态腐蚀的影响

为了研究3Cr钢在不同CO₂、H₂S腐蚀介质中耐蚀性，对3Cr钢分别在1 MPa CO₂、0.3 MPa H₂S及1 MPa CO₂+0.3 MPa H₂S腐蚀环境中的腐蚀速率和电化学性能进行测试，同时采用SEM、EDS和XRD等手段对上述三种腐蚀环境中的腐蚀产物进行分析对比。结果表明，3Cr钢在1 MPa CO₂环境下腐蚀速率最大，通过对腐蚀产物进行分析，发现其表面未形成连续分布且具有致密性腐蚀产物保护膜是其腐蚀速率高的主要原因。电化学测试发现3Cr钢EIS阻抗在1 MPa CO₂中呈现单容抗弧，而在0.3 MPa H₂S和1 MPa CO₂+0.3 MPa H₂S环境中呈现双容抗弧，进一步印证了其在1 MPa CO₂环境中耐蚀性较差的结果。     

延长气田抗CO2/H2S复配缓蚀剂的研究及应用

为了解决延长含硫气田管材严重腐蚀问题，通过对试片腐蚀形貌以及腐蚀产物组成、含量的检测来确定含硫气田管材的腐蚀成因，以3种现场抗腐蚀缓释效果较好、主要成分为咪唑啉的KS系列抗CO₂/H₂S腐蚀缓蚀剂为助剂，以抗CO₂腐蚀性能较好的E-04缓蚀剂为主剂进行复配，通过失重法、图像采集等手段对3种复配缓蚀剂进行缓蚀性能效果评价，并探究不同H₂S分压下3种复配缓蚀剂的缓蚀效果，筛选出缓蚀效果较好的复配缓蚀剂，并将其在现场应用。结果表明：溶解氧、侵蚀性CO₂、CI^-引起的吸氧腐蚀、CO₂腐蚀和点蚀是导致管材腐蚀的主要原因，细菌造成的结垢腐蚀对其也有一定影响；在CO₂/H₂S腐蚀联合控制条件下，抗CO₂/H₂S复配缓蚀剂KS-02缓蚀效果最优，缓蚀效率可达80%以上。现场含硫气井监测显示抗CO₂/H₂S复配缓蚀KS-0...     

负载氧化铁凹凸棒石脱硫剂的制备及再生工艺

采用浸渍法制备了凹凸棒石负载氧化铁脱硫剂（Fe₂O₃/ATP）,考察了浸渍液活性组分浓度、浸渍液与载体体积比、浸渍时间和粒度对其脱硫活性的影响,采用FT-IR和XRD手段表征了新鲜和脱H₂S后以及再生的Fe₂O₃/ATP脱硫剂,并采用热空气法探讨了再生温度、热空气流量和再生时间对其再生性能的影响。结果表明,最优的Fe₂O₃/ATP脱硫剂的制备条件为浸渍液活性组分质量分数40%、载体与浸渍液体积比1∶3、浸渍时间4 h。在此条件下制备得到的粒径为0.38 mm的Fe₂O₃/ATP脱硫剂在常温、常压下的硫容达到33.08%。失活的Fe₂O₃/ATP脱硫剂在50℃、空气流量0.8 L/min的条件下再生4 h,1次再生率达到81.22%,经过4次再生后,再生率仍可达到51.29%。Fe₂O₃/ATP在常温常压下脱H₂S时,主要是将H₂S转化为FeS和S,经热空气再生后,FeS被空气中的O₂还原为Fe₂O₃和单质硫。     

辽河油田杜84块H2S成因探讨

辽河油田杜84块超稠油由蒸汽吞吐转为蒸汽辅助重力泄油（SAGD）开发后,产生了较高浓度的H₂S,导致脱硫设施投入和油气处理成本增加。通过原油、伴生气、地层水和储层矿物地球化学测试分析,H₂S产量与原油含硫量、地层水SO₄2-浓度无明显相关性,而与储层中黄铁矿含量一致性强,黄铁矿中的硫属于生物来源,同位素范围与原油基本一致,起源于原油稠化阶段,大量形成于稠油热采阶段。高温高压热模拟实验表明,注蒸汽热力采油过程中,除含硫有机质热裂解（TDS）和硫酸盐热化学还原反应（TSR）外,黄铁矿氧化分解也是H₂S形成途径之一,当注入低矿化度蒸汽对地层水稀释后,SO₄2-浓度下降,黄铁矿分解是H₂S的主要生成途径,H₂S的生成和分布受控于油藏地质条件、开发方式、开发时间和受热温度。      

我国高含H2S/CO2气藏安全高效钻采的关键问题

我国高含H₂S/CO₂气藏天然气探明地质储量已经超过5000×10⁸m³，由于国内在高含H₂S/CO₂天然气藏钻探与开采方面缺乏系统的理论和成熟的工程技术，经常遇到系统失稳、压力失控、硫堵塞、工具失效及测试失败等棘手问题，不仅造成了巨大的直接经济损失，而且还严重制约了这类天然气藏的勘探开发与产能建设。为此，系统阐述了高含H₂S/CO₂气藏安全高效钻采的若干关键问题，包括：高含H₂S/CO₂气藏流体相态特征与渗流规律、元素硫积机理与防治、天然气水合物形成与防治、基于超临界流体相态与压力传递规律的井控及预报、高含H₂S/CO₂气藏安全开发模式等，以期为这类气藏的安全、高效生产提供帮助。     

钻井完井高温高压H2S/CO2共存条件下套管、油管腐蚀研究

在油气开发中，伴生气中多含有一定量的H₂S与CO₂，对油管、套管的腐蚀给油气开发造成了巨大损失，极大地制约了CO₂和H₂S共存条件下的油气开发。因此，开展高温高压CO₂/H₂S共存条件下油管、套管钢材腐蚀的研究具有重要意义。为此，以实验手段模拟油气开发中高温高压H₂S/CO₂共存环境，用失重法、SEM和EDS研究了油管、套管L80钢材的腐蚀规律以及腐蚀产物膜。结果表明，在实验条件下，随着温度的升高，腐蚀速率呈先增加后下降的趋势，且温度越高，压力对腐蚀速率的影响越大；在腐蚀反应初期，腐蚀速率很高，但随着腐蚀时间的延长，腐蚀速率明显下降；腐蚀开始时腐蚀产物膜以FeS为主，随时间延长转为稳定的FeCO₃。同时还发现显微组织、硬度以及组成成分对腐蚀产物膜的形成及抗腐蚀性能有较大的影响。     

WO3·n H2O的制备及其催化环氧油酸甲酯的氧化裂解性能

以 Na₂WO₄为前体,制备了 WO₃·0.33H₂O,WO₃·H₂O,WO₃·2H₂O 催化剂,采用制备的催化剂对环氧油酸甲酯(EMO)进行氧化裂解制备了壬醛(N)和壬醛酸甲酯(M);考察了反应温度、反应时间、H₂O₂用量和催化剂用量对 EMO转化率和 N/M 收率的影响。制备了不同硅铝比的 Al-MCM-41 介孔材料作为吸附剂,用于提高催化剂的可重复使用性。实验结果表明,WO₃·H₂O 的催化性能较优,在反应温度 60 ℃、反应时间 45 min、n(EMO)∶n(H₂O₂)∶n(WO₃·H₂O)=1.0∶1.1∶0.4 条件下,EMO 转化率为 97%,N/M 收率为 72%。硅铝比为 50 的 Al-MCM-41 材料为较适宜的吸...     

不同支撑材料对Na-Mn2O3载氧体化学链甲烷氧化偶联性能的影响

采用浸渍法制备了3种具有稳定多孔结构的支撑材料(SiO₂,Mg O,TiO₂)负载的Na-Mn₂O₃载氧体,采用XRD、N₂吸附-脱附、SEM、H₂-TPR等方法对载氧体的微观结构进行表征,研究了不同还原温度下各种支撑材料对Na-Mn₂O₃载氧体化学链甲烷氧化偶联性能的影响。实验结果表明,支撑材料主要影响载氧体的催化活性和储氧能力,SiO₂比MgO和TiO₂具有更发达的孔结构和更高的比表面积,Na-Mn₂O₃/Si O₂的催化性能最佳,在800℃下C₂选择性达74.25%、C₂产率为14.12%;Na-Mn₂O₃/SiO₂和Na-Mn₂O₃/MgO具有较...     

工业尾气中的乙烯在络合型吸附剂上的变压吸附性能

为解决环氧乙烷装置排放气中C2H4的回收问题,采用N J型吸附剂,考察了C2H6,CO2,CH4,O2对吸附剂吸附C2H4的影响,测定了吸附剂对环氧乙烷装置排放气中C2H4的吸附性能,并初步考察了解吸性能。实验结果表明,除O2对吸附C2H4有一定影响外,N J型吸附剂吸附C2H4具有很好的稳定性,通过减压和抽真空可使吸附剂再生。在C2H4-C2H6,C2H4-CO2,C2H4-CH4体系中,C2H4的吸附容量均达10mL/g以上;在O2存在的条件下,C2H4的吸附容量约为7.5mL/g;在环氧乙烷装置的排放气体系中,C2H4的吸附容量约为6mL/g;脱附气体中C2H4的体积分数可达到50%。     

板式塔Fe/Cu体系沉淀/氧化脱除H_2S气体制硫磺研究

对板式塔内Fe/Cu体系沉淀/氧化脱除气体中硫化氢工艺进行了中试研究,考察了操作风量、液气比、起始pH值和硫化氢入口浓度对硫化氢脱除效率的影响及鼓风量、液柱高度对Fe3+氧化再生的影响;并进行了综合实验,结果表明,含120g/L Cu2+7、0g/L Fe2+及70g/L Fe3+的吸收体系即能对硫化氢体积分数为1000×10-6的硫化氢废气100%稳定脱硫,除消耗O2外,过程不消耗任何原料,不产生二次污染,体系无降解问题。     

影响甲醇氧化转化制氢过程的敏感因素

在甲醇氧化转化自供热体系中 ,基于过程的物料平衡、能量平衡、反应平衡 ,从热力学角度分析各工艺条件对制氢能量效率的影响。结果表明 ,氧醇摩尔比、水醇摩尔比及由它们决定的转化温度是过程的敏感因素 ;压力在转化反应温度较低时是敏感因素 ,但在高温时为非敏感因素 ;蒸发器中产品气与反应物料之间的换热效率是过程的敏感因素。相反产品气出口温度或状态、系统的散热量对制氢能量效率的影响较小 ,为过程的非敏感因素。     

天然气中微量组分对吸附剂性能的影响

考察了天然气吸附剂LXC对天然气中微量组分C2H6,C3H8,CO2,N2的吸附和脱附特性及其对CH4吸附能力的影响。实验结果表明,天然气吸附剂LXC吸附CH4,C2H6,C3H8的吸附量依次增大,滞留比依次减小,不可逆吸附性增强;CO2在吸附剂上的吸附量和滞留量较大;N2的可逆吸附与脱附性能较好;天然气中C2H6,C3H8,CO2均能导致吸附剂LXC吸附CH4的能力降低。在20℃、充气压力3.5M Pa、放气压力0.1M Pa的条件下,吸附剂LXC对配制的混合气体经12次连续吸脱附后,其吸附能力下降27.5%。     

异辛烷蒸汽重整制氢的研究——Ⅰ．抗硫中毒的Pt/CeO_2/Al_2O_3催化剂的制备及其反应性能

用初湿浸渍法制备了Pt/CeO_2/Al_2O_3催化剂,在异辛烷中加入噻吩硫(硫含量300μg/g),考察了反应条件和催化剂制备条件对异辛烷蒸汽重整反应的影响。实验结果表明,优化的反应条件为:反应温度800℃、水与原料中碳的摩尔比5.3、异辛烷的重时空速1.0h~(-1);优化的催化剂制备条件为:在γ-Al_2O_3上先负载CeO_2并于450℃焙烧,然后再负载Pt并于600℃焙烧,其中CeO_2和Pt的负载量(质量分数)分别为15%和0.8%。在优化制备条件下制得的Pt/CeO_2/Al_2O_3催化剂对异辛烷蒸汽重整反应具有很好的抗硫中毒性能、活性和稳定性。该催化剂在优化反应条件下进行了100h实验,异辛烷转化率在反应前40h接近100.0%,之后略有下降并稳定在95.0%以上,产物中H_2的摩尔分数约为75.0%、CH_4的摩尔分数约为1.0%。     

超声强化铁碳微电解耦合H2O2降解硝基苯废水

采用超声强化铁碳微电解耦合双氧水法深度降解硝基苯废水。零价铁和活性炭的SEM-EDS结果表明,超声能够有效去除铁碳表面杂质,使其反应活性位点原位再生,解决铁碳易钝化、难连续可用的问题。然而,超声/铁碳微电解(US-ZVI/GAC)对硝基苯废水的矿化率低,利用铁碳微电解的副产物Fe2+与外加H2O2构成Fenton体系进而深度氧化降解废水。考察了铁剂量、铁碳比、废水初始pH值和H2O2剂量对硝基苯去除率的影响。实验结果表明,最优工艺条件为铁剂量15 g/L,铁碳比1:2,废水初始pH值为3和H2O2剂量为4 ml,在此条件下,300 mg/L的硝基苯废水处理80 min,硝基苯去除率和TOC去除率分别可达97.72%和73.42%。在US-ZVI/GAC体系中,硝基苯降解符合拟一级动力学,不同初始pH下分别给出了拟一级动力学常数。通过分析,硝基苯降解过程中代谢产物有苯胺、对亚胺醌、对苯醌、对硝基酚和小分子有机酸,并由此提出了可能的硝基苯降解途径。     

甲苯控制氧化制取含氧化合物——Ⅰ.铈离子在苄醇氧化为苯甲醛反应中的催化作用

以Ce(NO_3)_3为催化剂、H_2O_2为氧化剂的苄醇氧化反应,在以乙酸、三氯乙酸等有机酸作溶剂条件下,可构成催化循环,实现苄醇控制氧化制备苯甲醛。同时,还研究了温度和催化剂、乙酸、H_2O_2浓度等因素对反应的影响。     

浸渍铜盐改性活性炭吸附/催化氧化低浓度H_2S

研究了浸渍 CuCl_2和 Cu(NO_3)_2溶液改性活性炭吸附/催化氧化低浓度 H_2S 的性能。通过表面 pH 测定和 BET 方法对活性炭的表面性质进行了表征,通过 X 射线衍射、X 射线光电子能谱及元素分析对吸附 H_2S发前后的活性炭试样进行了分析。实验结果表明,铜和氧在 H_2S 的吸附/催化氧化过程中都起到了重要作用,但浸渍铜盐的种类不同 H_2S 的转化途径也不同。浸渍CuCl_2后铜以多种形式固定下来,H_2S 在活性位和氧的作用下反应生成硫;浸渍 Cu(NO_3)_2后铜主要以 CuO 的形式固定在活性炭上,CuO 催化活化氧使 H_2S 被氧化生成硫、亚硫酸盐和有机硫,但同时 H_2S 与 CuO 反应生成 CuS 使催化剂失活。浸渍铜改性使活性炭的穿透硫容量增加。     

整体型海绵镍催化剂催化甲烷部分氧化制合成气

利用电沉积法制得的海绵镍制备了整体型海绵镍催化剂,并将其应用于甲烷部分氧化制合成气反应。考察了原料气配比、反应温度、空速、催化剂床层高径比等工艺条件对整体型海绵镍催化剂催化甲烷部分氧化制合成气反应的影响,并对催化剂进行了扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征。根据研究结果确定优化的工艺条件为:反应温度950℃,空速1.35×105h-1,原料气配比n(CH4)∶n(O2)=1.5,催化剂床层高径比0.75。在此工艺条件下的反应结果:CH转化率约90%,H选择性约80%,CO选择性约90%。     

RS-Ⅰ型含硫有机废气焚烧催化剂的性能

用适量的V_2O_5和微量的贵金属P_t负载在经H_2SO_4改性的无定形天然丝光沸石(HMZ)上制成催化剂Pt—V_2O_5-MO_x/HMZ[H_2SO_4]。该催化剂在340—400℃、空速10000h~(-1)下,对甲硫醇、乙硫醇、二硫化碳等具有轻高的氧化话性,且有机硫的氧化产物SO_x不与催化剂发生化学吸收反应。经实验室1000b运转,活性不变。