用H2O2再生被H2S污染的天然气吸附剂

考察了吸附剂K-1对H₂S的吸附特性和H₂S滞留比对CH₄吸附能力的影响，研究了H₂O₂溶液浓度对吸附剂性能的影响，以及H₂O₂溶液氧化法在不同H₂S滞留比时吸附剂的再生效率。实验结果显示，吸附剂对H₂S具有很强的吸附能力和吸附不可逆性，滞留H₂S可导致吸附剂对CH₄吸附能力大幅下降；H₂O₂溶液浓度应控制在12% (重量分数)以下，高浓度的H₂O₂溶液会破坏吸附剂本身的孔结构，H₂O₂溶液氧化法对H₂S污染型，尤其是低污染型吸附剂具有很好的再生效果。通过对重复再生吸附剂的结构参数和再生产物的分析，讨论了H₂O₂溶液氧化法的再生机理。     

AFI型分子筛吸附H2分子的密度泛函理论研究

采用基于密度泛函理论的量子化学计算,对AFI型分子筛吸附H₂分子的不同吸附模式进行理论探讨。结果表明,H₂分子在分子筛孔道内的吸附属于物理吸附范畴。由于相互作用较弱,吸附前后H₂分子和AFI 分子筛的几何结构变化都较小。根据结合能的计算结果,S1~S5模式中H₂分子吸附均为放热过程,其中S1模式放出热量最多;在考虑基组重叠误差效应时S6为吸热过程。AFI 分子筛吸附H₂分子形成的复合物的前线轨道主要由分子筛原来相应轨道贡献,前线轨道在H₂分子上几乎没有分布。不同吸附模式对AFI型分子筛吸附H₂分子形成的复合物的电子性质影响很小。     

低共熔溶剂脱除硫化氢的研究进展

涉及天然气、煤制气和石油裂解气等气体的生产过程会产生大量含硫酸气，其中硫化氢(H₂S)既是一种剧毒气体，也是重要的硫资源。随着环保和减碳政策的实施，含硫酸气中的H₂S脱除问题受到广泛关注，低共熔溶剂作为一种新兴的溶剂被应用到含硫酸气的净化中。分析、总结了低共熔溶剂的合成方法及性质，综述了低共熔溶剂在H₂S脱除方面的机理研究及应用，讨论了H₂S脱除技术所面临的问题，并对低共熔溶剂作为脱硫剂的发展趋势进行了展望。     

加氢裂化装置加工高硫原料的工艺模拟与优化

分析了高硫原料对加氢裂化装置运行的不利影响，利用Aspen HYSYS软件建立了系统模型，对增设循环氢脱硫系统前后的主要含硫物料H₂S含量、H₂S平衡以及贫胺液用量等关键参数进行了模拟计算。结果表明：通过增设循环氢脱硫系统，使循环氢中H₂S体积分数降低94.5%，主要含硫物料H₂S含量均大幅下降；汽提塔蒸汽用量由3.30 t/h降至2.20 t/h，实现了轻、重石脑油的合理切割；循环氢脱硫系统总投资1 900万元，创效865万元/a，投资回收期为2.33 a。     

Ni-Zn复合氧化物用于反应吸附脱除噻吩

采用均匀共沉淀法制备了Ni-Zn复合氧化物吸附剂,并在固定床上考察了预还原、吸附条件、模拟油的不同组分对其吸附脱硫性能的影响。结果表明,还原态的Ni是吸附剂的主要活性成分,吸附反应最适宜的温度和压力分别为673 K、1.0 MPa,模拟油中的烯烃组分对吸附剂脱硫性能的影响比芳烃的影响大。吸附剂在温度673 K、压力1.0 MPa、液时空速60 h^-1、氢气与模拟油的体积比为200（氢气体积为标准状态下的体积）时对含硫质量浓度100 mg/L的模拟油A的硫容为360 mg/g。噻吩首先在Ni原子上进行氢解生成H₂S,然后H₂S快速与ZnO结合生成ZnS。此外该吸附剂对原料有很好的适应性,并具有很好的再生性能。     

基于改进络合铁法的含硫化氢尾气处理工艺模拟与优化

目的 有效处理含硫尾气,确保装置“安、稳、长、满、优”运行。方法 采用Aspen Plus V11软件基于Peng-Robinson热力学模型对改进络合铁装置的H₂S处理过程进行了全流程模拟,并根据Box-Behnken Design对其进行了响应面设计,得到了最佳H₂S脱除率及其对应的优化操作参数。结果 此模拟流程能够较好地反映改进络合铁装置的实际运行情况,可以作为后续优化研究的基础模型。当循环溶液温度为47.2℃、循环溶液中Fe³⁺质量分数为8.410 0%、循环溶液体积流量为3.12 m³/h、电解槽电压为0.64 V时,改进络合铁装置的H₂S脱除率高达99.999 988%。此时,外排气中H₂S质量浓度为9.5 mg/m³,完全可以满足外排气中H₂S质量浓度不大于10 mg/m³的约束条件;t检验结果表明,采用响应面法优化得到的预测值和验证值之间不存在显著差异,其准确度一致。结论 该...     

二氧化钛对克劳斯反应气体吸附性能研究

目的 为了研究二氧化钛硫磺回收催化剂对克劳斯反应过程的催化机理,开展了催化剂对H₂S、SO₂和有机硫等主要反应物的吸附性能研究。方法 针对克劳斯化学反应所涉及反应物与产物在典型的二氧化钛催化剂上的吸附与脱附情况,采用微型反应器-质谱分析表征技术,研究了H₂S、SO₂产物在单独与共存条件下的吸附性能和水蒸气与硫蒸气产物的吸附性能。结果 在典型的一级克劳斯反应器操作条件下,H₂S与SO₂均能强吸附于二氧化钛催化剂上,其中,对SO₂的吸附性强于H₂S,前者的饱和吸附量是后者的3.3倍。在反应物与产物共存的状态下,催化剂对H₂S与SO₂的吸附性均会下降,硫蒸气的吸附性强于水蒸气,但扣除硫蒸气毛细凝聚产生的吸附量后,水蒸气对克劳斯反应的阻碍效应强于硫蒸气。结论 依托研究成果所开发的二氧化钛催化剂在3套硫磺回收装置上进行了工业应用。结果表明,催化剂有机硫水解效果显著,COS和CS<...     

黄铁矿对稠油水热裂解生成硫化氢实验研究

针对注蒸汽热采稠油过程中产生酸性气体(CO₂和H₂S)等问题,以2-甲基噻吩、正辛烷以及稠油为研究对象,通过实验考察了黄铁矿对稠油水热裂解生成H₂S的影响以及不同氛围对H₂S产生的影响。结果表明：黄铁矿的存在对于H₂S气体的产生有促进作用,且黄铁矿中硫元素是H₂S气体中硫元素的重要来源;有氧气存在的条件下,会促进水热裂解反应的进行,从而增加H₂S气体的生成量;黄铁矿在反应时产生的Fe²⁺对稠油水热裂解反应有催化作用,进而促进H₂S气体的产生。     

高含硫气田开发过程中H2S含量变化规律

对流体相平衡及高温高压下H₂S气体在水中溶解度的实验研究表明,在高含硫气田开发过程中,H₂S含量增加缘于原始地层水中所溶解的H₂S气体在地层压力降低后部分脱附而进入地层气相中。基于H₂S气体在水中溶解度实验数据和物质平衡方法,建立了高含硫气田H₂S气体含量长期变化规律模型。对H₂S含量变化规律进行的敏感性分析结果表明:在高含硫气田开发早期,产出气体中H₂S含量增加较为缓慢,在气田进入开发的中后期时,H₂S含量增加速度不断加大。同时,地层原始含水饱和度对H₂S含量增加的影响较大。在同样条件下,原始含水饱和度高的气藏其H₂S含量增加速度更快。     

ZnO/MCM-41煤气脱硫剂脱硫过程COS生成行为及Co助剂的影响

在金属氧化物脱硫过程中,普遍存在部分硫化氢(H₂S)转化为羰基硫(COS)的现象,而COS具有与H₂S相似的危害性,且脱除难度更大。采用溶胶凝胶法制备了具有良好脱硫性能的ZnO/MCM-41煤气脱硫剂(以下简称“脱硫剂”),在固定床装置上探究了COS在煤气脱硫过程中的生成行为,并提出采用Co助剂对脱硫剂进行改性的方法来抑制COS的形成,然后结合XRD和XPS等表征手段对脱硫剂的物相组成和结构进行分析。通过研究不同脱硫气氛中COS的生成行为,发现COS主要来源于CO/CO₂与H₂S之间的反应,且ZnS对CO₂与H₂S之间的反应起催化作用;CO-H₂S反应与CO₂-H₂S反应之间不存在协同作用;H₂对COS的形成有抑制作用。向脱硫剂中添加Co质量分数为1%、3%和5%的Co助剂时,分别使脱硫过程中的COS产生量降低了69.0%、94.9%和98.4%,这主要与Co助剂对CO...     

燃料电池车用氢气纯化及供应技术工业应用总结

燃料电池车用氢气纯化及供应技术是一种将炼化氢源通过模块化组合提纯工艺生产满足GB/T 37244—2018《质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气》要求的氢气，并形成配套供氢母站设施的技术。主要介绍了燃料电池车用氢气纯化及供应技术的基本原理、工艺特点、主要设备特点及工业应用情况。该技术开发了多种吸附剂以及快周期变压吸附氢气纯化工艺，占地面积小，投资低，供氢母站流程设计灵活，氢气产品纯度达到99.999%,杂质含量满足GB/T 37244—2018的要求，吸附周期在3～10 min且可连续调节，20 MPa燃料电池车用氢气生产成本低于20元/kg,有利于推动车用燃料氢气的市场应用和加氢站建设。     

吸附脱除氮氧化物的研究进展

综述了吸附脱除氮氧化物的研究进展。重点讨论了以沸石分子筛、氧化铝、水滑石及类水滑石为载体的吸附剂及吸附工艺对氮氧化物脱除效果的影响。     

高含硫气田硫磺储量计算方法的修正

在国内外高含硫气田开发实践过程中，普遍发现随气田开发时间的延长，产出气体中H₂S含量不断上升，而产出气体中H₂S含量高低与高含硫气田硫磺的储量密切相关。通过流体相平衡理论分析，认为高含硫气田H₂S含量上升的原因在于原始条件下地层水中溶解有大量H₂S气体，当地层压力下降时，H₂S在地层水中溶解度降低导致部分H₂S从地层水中逸出进入气相，使得气体中H₂S含量不断上升。在此基础上，结合气-液相平衡和物质平衡理论，建立了H₂S含量变化理论预测模型，对高含硫气田开发过程中H₂S含量变化情况进行理论预测，进而建立了考虑气田开发过程中H₂S含量变化的硫磺储量修正模型。研究结果表明，考虑H₂S含量变化的修正模型所计算硫磺采出量要明显高于常规方法的计算结果，实例也表明考虑H₂S含量变化的硫磺可采储量比未考虑变化规律时要高出16.3％。     

高硅沸石分子筛ZSM-11用于CH4与N2吸附分离性能的研究

以四丁基氢氧化铵为模板剂,通过调节铝源和硅源的比例合成了两种高硅铝比(n(Si)/n(Al)=100、500)沸石分子筛ZSM-11,采用XRD、TG和N2吸/脱附等方法对ZSM-11分子筛进行了表征分析,测试了样品在500 kPa下对CH₄和N₂的吸附性能。结果表明,ZSM-11-500样品的比表面积和吸附容量略高于ZSM-11-100,两个样品的CH₄/N₂吸附选择性均达到4.0以上,优于商业吸附剂水平。混合气体穿透模拟结果显示,ZSM-11具有良好的CH₄/N₂分离能力,且对于低浓度煤层气中CH₄的富集纯化脱除N₂具有良好的应用前景。     

基于H2S毒性负荷的山区含硫气井应急计划区的划分方法

研究山区含硫气井应急计划区划分方法,为制订其安全生产标准提供科学依据。选择典型山区地形的3口含硫气井,采用大涡模拟方法,模拟了不同H₂S释放速率、不同风速和风向、不同井喷点火时间的组合条件下H₂S在大气中的扩散浓度场。用积分方法计算了各井H₂S毒性负荷的时空分布,研究了H₂S毒性负荷与H₂S释放速率之间的关系,建立了以H₂S释放速率为指标的山区含硫气井应急计划区的划分方法。结果表明,本次分析所用的591口H₂S释放速率大于零的川渝地区含硫气井中,16.75%的含硫气井应急计划区半径大于公众安全防护距离。对于中国主要含硫气井集中分布在人口密集的川渝地区的实际情况而言,该方法是比较适用且可行的。     

含β沸石结构单元的介孔硅铝分子筛合成

以β沸石在Na₂SiO₃水溶液中选择性脱硅降解所得沸石次级结构单元、脱除的硅物种及Na₂SiO₃共同作为硅铝源,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,水热法合成出介孔硅铝分子筛BM。采用XRD、N₂吸附-脱附、TEM、FT-IR、²⁷Al MAS NMR、Py-IR、XRF及NH₃-TPD手段对BM进行了表征,并以异丙苯裂化为探针反应,对比考察了Hβ、HBM和HAl-MCM-41分子筛的催化性能。结果表明,BM为孔壁含有β沸石结构单元的介孔分子筛。与常规方法合成的Al-MCM-41分子筛相比,其表面硅羟基数量明显减少,孔壁增厚,且四配位铝比例明显增加,酸中心密度、强酸中心比例、B/L酸比值及水热稳定性都明显提高。采用HBM分子筛催化异丙苯裂化反应的苯收率约为采用HAl-MCM-41分子筛时的3倍,且前者的催化稳定性高于Hβ沸石。     

TEA+DETA混合胺液脱除天然气中H2S性能优选

运用小型反应釜及再生实验装置对三乙醇胺(TEA)+二乙烯三胺(DETA)混合胺液与N-甲基二乙醇胺(MDEA)+DETA混合胺液进行天然气中H₂S吸收、再生实验,并对不同配比的TEA+DETA混合胺液进行实验。通过分析吸收负荷、吸收速率、再生率指标优选出较优的脱H₂S胺液配比,并将其运用到工艺实验装置中。结果表明:TEA+DETA混合胺液与传统的MDEA+DETA混合胺液相比具有更优的H₂S脱除性能与胺液再生性能;在3种不同摩尔配比中,配比为2.4:0.6的TEA+DETA混合胺液为最优的胺液配比;配比为2.4:0.6的TEA+DETA混合胺液在工艺实验装置中表现出了良好的脱H₂S性能与胺液再生性能。     

硫酸铜浸渍球形活性炭的制备及脱硫性能

将沥青基球形活性炭浸渍在一定浓度的CuSO₄溶液中,制备了一种高性能球形活性炭脱硫剂,研究了浸渍活性炭的脱硫性能及浸渍的最佳条件;利用SEM、N₂吸附-脱附、XPS、TG、XRD等分析方法对脱硫前后的活性炭进行了表征。实验结果表明,在CuSO₄含量为20%(w)、浸渍时间为48 h的条件下制备的浸渍活性炭脱硫性能最佳,穿透时间达212 min,穿透硫容达97.5 mg/mL,是初始活性炭的70倍;CuSO₄可以浸入活性炭的微孔和中大孔,但中大孔内的CuSO₄在脱硫过程中没有任何作用;浸渍活性炭的脱硫产物主要是单质硫、硫酸和亚硫酸,脱硫产物堵塞孔口或沉积在孔隙内会阻碍H₂S进入孔隙与活性位结合,使反应停止。浸渍剂不同活性炭的脱硫性能有较大差异,表明不同浸渍剂脱除H₂S的机理和转化H₂S的途径可能不同。     

氟盐溶液处理对Beta分子筛结构、酸性及催化烷基化反应活性的影响

采用NH₄F/NH₃.H₂O溶液对Beta分子筛进行改性,考察氟改性对Beta分子筛结构、酸性及其催化烷基化反应活性的影响。结果表明：经过NH₄F/NH₃.H₂O溶液处理,Beta分子筛脱除了非骨架铝,硅铝比增大;Beta分子筛的总酸量、L酸酸量和B酸酸量都相对减少,但B酸酸量占总酸量的比例提高;Beta分子筛介孔比表面积和介孔孔体积增加,提高了其对有机蒸气分子的吸附能力,有利于烷基化原料分子与分子筛酸性位点接触。因此,通过氟改性处理,Beta分子筛催化烷基化反应的性能得到提升。     

钻井完井液用H2S祛除剂研究

分析了常用H₂S祛除剂的优缺点,室内评价结果表明,无固相弱凝胶钻井液有一定的H₂S吸收能力,但在H₂S含量过高时效果不佳。新型液态络合物H₂S祛除剂反应速度和祛除H₂S效果均优于海绵铁等固体H₂S祛除剂,除硫效率高,同时该剂与钻井完井液配伍性好,是国内钻完井液用H₂S祛除剂的发展方向之一。