炭分子筛的制造、性质和应用

炭分子筛和合成泡沸石一样具有分子大小级的微孔结构,能筛分分子。而炭分子筛又和活性炭一样都是由炭素质所构成,与泡沸石分子筛相比,由于二者构成的基元不同,因此性质上有根本差异,所以在筛分分子上也有很大的差别。它是一种近年来发展起来的新型色谱载体、吸附剂和催化剂载体。一、炭分子筛的制造自1948年爱梅特(Emmet)发现萨冉(Saran)树脂(氯乙烯和偏二氯乙烯的聚合物)     

用杂多酸固载化催化剂催化酯化反应

在液-固和气-固反应体系中,研究了固载在不同活性炭上的杂多酸催化剂对正丁醇和乙酸、乙醇和乙酸酯化反应的催化作用.实验表明,活性炭载体表面的磁性灰分对催化活性是不利的.不同活性炭对杂多酸的固载牢度显著不同,其中煤质炭较为理想.在液-固相合成乙酸丁酯和气-固相合成乙酸乙酯反应中,杂多酸/煤质炭催化剂的活性均高于HZSM-5分子筛和酸性大孔离子交换树脂.     

含油污泥热解残渣中热解炭的回收及应用研究

通过物理浮选与化学分离相结合的方式对含油污泥热解残渣进行资源化处理,回收热解残渣中的热解炭,并将其应用于采油污水的处理与工业油品的吸附。结果表明:回收的热解炭纯度达到95.93%,其表面分布着诸多形状不规则的孔隙,孔隙结构以中孔为主,比表面积、孔隙体积与平均孔径分别为454.47 m^2/g,0.61 cm^3/g和6.91 nm。同等条件下,热解炭对采油污水中COD和石油类的处理效果优于活性炭。对于柴油和原油的吸附,热解炭的初始瞬时吸附速率比活性炭分别快3.8倍和1.86倍。当热解炭达到吸附饱和时,活性炭对柴油和原油的累积吸附量远低于热解炭。     

改性多孔炭吸附分离液蜡油中芳烃的研究

采用吸附法分离了液蜡油中的芳烃,探讨了改性多孔炭、分子筛、硅胶以及聚苯乙烯树脂等不同吸附剂对芳烃的吸附性能,并对改性后的多孔炭吸附剂进行结构表征。结果表明:氢氧化钠改性条件下的多孔炭材料具有更高的比表面积,对芳烃的吸附量可达37.025mg/g,吸附性能远优于分子筛、硅胶、聚苯乙烯树脂等未改性吸附剂;聚苯乙烯树脂对芳烃的吸附性能最差,吸附量为16.025mg/g。     

石油焦基炭分子筛合成的初步研究

以石油焦为原料,研究活化条件对炭前体性能的影响,考察了碳沉积过程各种影响因素对炭分子筛性能的影响.结果表明,控制合适的活化条件可以制得具有分子筛性质的炭前体;而炭前体经碳沉积缩孔后孔分布更加集中,并表现出一定的空分效果,这说明石油焦具有制备炭分子筛的潜力.     

介孔SBA-15分子筛对苯酚的吸附性能

针对废水中苯酚的脱除,研究了硅基介孔分子筛SBA-15对苯酚的吸附,并与活性炭进行了对比;采用XRD和N2吸附-脱附法对SBA-15分子筛和活性炭进行了表征。与活性炭相比,SBA-15分子筛的比表面积虽小,但其具有丰富的介孔,使其达到吸附平衡所用的时间较短且饱和吸附量较大。SBA-15分子筛对苯酚的吸附可用Langmuir和Freundlich等温吸附方程描述,其中Langmuir等温吸附方程具有更好的相关性。分别采用拟一级和拟二级反应模型考察了SBA-15分子筛对苯酚的吸附动力学,拟二级反应模型与实验数据之间有很好的相关性。热力学参数的计算结果表明,SBA-15分子筛对苯酚的吸附过程是放热和自发的过程,且以物理吸附为主。     

有机催化反应中沸石催化剂结炭研究进展

<正> 1 前言在包括催化裂化、异构、重整、聚合等几乎所有的有机加工过程中,都存在着催化剂表面的结炭现象。结炭引起催化剂活性中心中毒,孔道阻塞,最终导致催化剂失活、反应选择性改变。因此,结炭历来就是催化领域中一个十分重要的研究课题。沸石分子筛催化剂由于其高酸性、活性和选择性以及规整的孔道结构和表面化学性质,已在石油化工工业中得到了广泛应用。也正由于此,沸石催化反应中的结炭及焦炭对催化剂的影响更加突出。在流化催化裂化(FCC)等过     

正丁烷在SO_4~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3催化剂与H-USY分子筛上的异构化反应研究

对比了SO_4~(2-)/Zr O_2-Al_2O_3(SZA)催化剂和H-USY分子筛的物性结构,并在固定床微型反应装置上考察了2种催化剂酸性质对正丁烷异构化反应的影响。结果表明:H-USY分子筛的比表面积和孔体积明显高于SZA催化剂;SZA催化剂在150～250℃可催化正丁烷发生异构化反应,并以单分子反应为主,而H-USY分子筛在350～450℃才能催化正丁烷发生异构化反应,且单/双分子反应机理并存;SZA催化剂的失活速率明显大于H-USY分子筛,但其表面积炭量少于H-USY分子筛。     

纳米碳纤维负载磷氧化物催化剂催化丙烷氧化脱氢研究

考察了纳米碳纤维(CNF)、活性炭、石墨以及CNF负载磷氧化物催化剂催化丙烷氧化脱氢(ODP)反应性能。采用SEM、HRTEM、XRD、TG和BET表征了催化剂的组成和结构。结果表明炭材料自身对于ODP过程具有较高的活性和选择性,尤其是CNF由于其独特的结构特点更适合用作ODP过程催化剂。负载磷氧化物提高了CNF催化剂的适用温度,并提高了丙烯产得率。以磷酸氢二铵为前驱体,负载于经液相氧化处理的CNF上可以得到高选择性的ODP过程催化剂,在500℃下,丙烷转化率为42.07%时,丙烯选择性达到39.63%。     

去除天然CO_2气油味的吸附净化研究

对含有少量矿物油 (C3 ～C5烃 )的CO2 气进行了吸附净化实验研究 ,比较了 5A分子筛、13X分子筛、活性炭 3种吸附剂的吸附效果 ,以及活性炭在不同压力下的吸附效果。结果表明 :活性炭的吸附效果最好 ,13X分子筛次之 ,5A分子筛较差 ;随着压力的升高 ,活性炭的吸附能力随之增加 ;吸附剂对大分子的吸附优先进行     

甲烷部分氧化制合成气中副产纳米碳管的研究

研究了甲烷部分氧化制合成气过程中生成的碳,对其做了TEM、XRD和Raman光谱测试,分析得知产物中含有大量多壁纳米碳管。为了研究其生成的原因,去掉催化剂,在相同的装置和反应条件下,甲烷和氧气或以合成气为原料进行反应,结果发现,以甲烷和氧气为原料气时无碳生成,而用合成气为原料,进行反应时,反应后可得到大量碳。对产物碳做了TEM、XRD和Raman光谱测试,结果表明为多壁纳米碳管,由此推测,甲烷部分氧化过程中生成的纳米碳管是由一氧化碳歧化生成,反应装置中的控温热电偶可能起催化剂的作用。氢气在一氧化碳歧化制备纳米碳管的过程中起着很重要的作用。     

硝酸改性活性炭对模拟汽油中苯并噻吩的吸附

用硝酸对活性炭进行改性,对改性前后活性炭的性质进行了表征,并考察了改性前后活性炭对模拟汽油中苯并噻吩的吸附平衡及动力学行为。采用Freundlich、Langmuir、Sips和BET吸附模型分别对改性前后活性炭吸附苯并噻吩的吸附平衡数据进行拟合,用准一阶、准二阶、混阶和修正的准n阶速率方程对其动力学数据进行拟合。结果表明,BET和Sips吸附模型对改性前活性炭吸附苯并噻吩的吸附等温线拟合度最高,Sips和Freundlich吸附模型对改性后的拟合度最高;改性前后活性炭对苯并噻吩的吸附均以物理吸附为主,改性后活性炭表面活性位的异质化程度增加,对苯并噻吩的亲和力增强。修正的准n阶速率方程对活性炭吸附苯并噻吩动力学的拟合度最高。活性炭表面含氧官能团的密度是决定其吸附容量的主要因素,改性后活性炭对苯并噻吩的吸附容量提高33.7%。     

C2H4,CO2在分子筛上的吸附与分离

为回收利用石化生产装置的排放气和尾气中的Ｃ２Ｈ４,在Ｃａｈｎ－２０００电子天平上,采用重量法测定了Ｃ２Ｈ４、ＣＯ２气体在５Ａ分子筛和碳分子筛吸附剂上的吸附等温线和吸附速率曲线。结果表明,用碳分子筛作吸附剂,利用ＣＯ２的吸附速率远大于Ｃ２Ｈ４的吸附速率,可实现两种气体之间的分离。在双塔变压吸附分离装置上进行了Ｃ２Ｈ４－ＣＯ２气体混合物的分离试验,考察了吸附时间、吸附压力等条件对吸附分离性能的影响。结果表明,碳分子筛可有效地吸附脱除混合气中的ＣＯ２。     

中国炼油行业碳排放量及碳减排曲线研究

为实现碳达峰、碳中和的“双碳”目标,对我国炼油行业节能降耗、绿色低碳发展提出了更加严格的要求。基于2019年我国40家炼油厂和炼化一体化企业炼油板块的实际数据,通过研究和计算得到我国炼油行业的整体碳排放情况,具体分析各类碳减排方法的特点,定量测算每种碳减排方法的减排潜力,并根据测算结果绘制了我国炼油行业碳减排曲线,为我国炼油行业实现“双碳”目标提供决策性参考。     

中国东北地区CO2气藏成因及聚集规律分析

对东北地区区域构造进行了研究,分析了对该区有控制作用的各个深而大的断裂的特征,进而研究了各构造地质单元的演化规律、岩浆作用及其对盆地形成、演化的控制作用。在此基础上,阐述了CO₂气的形成环境。CO₂的碳同位素资料,³He/⁴He比值及甲烷、乙烷、丙烷同位素的倒序证明了该区的气藏属于无机幔源气。基于CO₂与深大断裂和岩浆岩、火山岩的关系,论述了盆地中CO₂的成丙机制和分布范围以及CO₂气藏的类型、聚集规律、流体性质等。     

鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩脉流体包裹体碳氧同位素分析

研究了鄂尔多斯盆地流体包裹体的CO₂成因及其与油气演化的关系,应用同位素分馏方程计算了奥陶系碳酸盐岩脉流体包裹体中CO₂的碳同位素值和H₂O的氧同位素值.结果表明,其碳、氧同位素值分别为-1.64‰~-11.15‰和-22.12‰~-33.06‰.该包裹体的CO₂以无机成因为主,其碳同位素组成形成于100℃~160℃的条件下,对应于油气演化的成熟-高成熟阶段.     

国外石油工程碳减排技术与作业管理发展现状及启示

随着世界各国“双碳”目标的提出,能源结构低碳化转型成为必然,传统石油工程作业中的碳减排已成为国内外石油公司的关注重点。概述了国外大型油公司和油服公司的低碳转型发展策略,从电动化装备、井下工具、井下流体、工艺技术和信息技术等方面,介绍了国外石油工程碳减排技术的发展现状,并从地质工程一体化、“工厂化”钻井模式2方面介绍了国外石油工程碳减排作业管理模式的发展现状。我国石油工程碳减排技术与作业管理模式取得了较大进展,但与国外相比,差距仍然较大。为此,基于国外石油工程碳减排技术和作业管理的发展现状,得到了我国石油工程碳减排技术发展的几点启示:做好石油工程碳减排技术顶层设计,加大碳减排工程技术创新力度,优化石油工程管理模式,加强政策扶持,加速推进石油工程碳减排人才队伍建设。这对推动我国石油工程行业碳减排技术发展、加快油气行业绿色低碳转型和高质量发展具有现实意义。      

超稠油低温氧化和裂解成焦实验

针对辽河油田锦91区块超稠油火驱过程所形成的氧化炭和裂解炭的基本性质和火驱燃烧特征认识不清的问题,利用高温高压反应釜装置开展超稠油低温氧化和裂解实验,并采用气相色谱仪、场发射扫描电镜、能量色散X-射线光谱仪和热重分析仪分析产出气组成、焦炭的微观形貌、元素含量和热重损失,并运用等转化率法(Friedman和OFW)求解焦炭燃烧活化能。结果表明:经历250 ℃低温氧化后,超稠油部分转化为氧化炭;经历400 ℃裂解后,超稠油转化为裂解炭和改质油。氧化炭中氧和硫元素的相对含量明显高于裂解炭。氧化炭表面呈粒度大小不一的焦炭微粒相互融并的微观形貌,且随着温度升高,氧化炭的多孔结构愈发明显;裂解炭呈不规则的块状微观形貌,且随着温度升高,裂解炭表面出现很多凸起状颗粒。氧化炭的生成有助于建立燃烧前缘;裂解炭的燃烧活化能更低,有助于维持燃烧前缘稳定推进。该研究对超稠油火驱开发具有一定的理论指导意义。     

碳纤维及其复合材料的发展与应用

介绍了碳纤维及其复合材料在世界范围内的发展、应用和需求状况，提出了降低碳纤维的价格，扩大碳纤维的应用领域，必须大力发展大丝束碳纤维，并介绍了国内碳纤维的发展状况及存在的问题。     

Gibbs自由能最小化法计算二氧化碳-烃-水系统相平衡

油-气-水三相的相平衡计算是二氧化碳驱物性参数分析及数值模拟研究的核心问题之一。Gibbs自由能最小化法基于相平衡的热力学理论,适应性广、计算稳定,比较适合二氧化碳-烃-水系统的相平衡计算。通过引入相稳定性变量,采用拉格朗日乘数法计算多相多组分系统Gibbs自由能的最小化问题,由Newton-Raphson迭代法求解相应的控制方程。迭代计算时,二氧化碳和烃类组分气-油平衡常数的初值采用Wilson公式进行计算。气相和油相的状态方程采用SRK方程。分别计算了凝析气、酸气和二氧化碳-烃混合物3个算例的相平衡问题,计算值同实验实测值符合良好,验证了算法的准确性。分别对二氧化碳-烃系统和二氧化碳-烃-水系统算例的相平衡进行了计算,研究了一定温度和压力条件下,系统内二氧化碳和水的含量对烃类组分平衡常数的影响。