分析了世界炼油化工产业和技术发展趋势,深入分析了中国石油天然气集团公司炼油化工业务的技术现状,指出了面临的发展机遇和挑战,特别是资源获取难度和自主创新能力对业务、技术发展的挑战,并从产品结构与产业链调整、统筹优化资源配置、重视海外油气资源开发与下游产业的有机结合、打造更为有效的市场营销及技术配套体系、持续增强炼化自主创新能力等5个方面提出发展对策。
简要阐述了计算流体力学(CFD)中流体体积函数法(VOF)的概念和原理。重点综述了采用CFD方法研究微通道中两相Taylor流的最新进展,包括两相流速度场、气泡或微液滴的生成、发展等流动特性、壁面处液膜厚度的影响因素、微通道内的传质传热特性等。最后展望了微通道内多相流CFD数值模拟的研究重点和应用方向。
综述了近年来国内外有关利用逆水煤气变换耦合乙烷脱氢制备乙烯反应的研究状况,讨论了该反应的历程和机理。文献表明,担载型铬氧化物、含铬分子筛、纳米氧化物粒子等具有较好的催化活性,CO2的主要作用是通过逆水煤气变换来消除乙烷脱氢产物H2,并与表面积炭反应提高乙烷转化率及催化剂稳定性。反应的关键是选择适宜的催化剂。
利用火山灰质材料的火山灰活性,将其用于Ca(OH)2脱硫剂的调质改性,可改善脱硫剂的比表面积、孔容等微观结构,从而提高脱硫活性和利用率。本文综述了粉煤灰、高炉渣、稻壳灰等人工火山灰质材料改性Ca(OH)2脱硫剂的制备、理化特性、脱硫活性等方面的研究现状,重点介绍了消化法制备工艺和人工火山灰质材料激发活化对人工火山灰质材料改性Ca(OH)2脱硫剂的理化特性和脱硫活性的影响,展望了人工火山灰质材料改性Ca(OH)2用于燃煤烟气多种污染物同时脱除的发展趋势。
搭建了一台单级氨吸收式制冷机试验装置,在设计工况下稳定运行的基础上进行了氨水精馏性能实验。对氨水精馏塔分别建立了平衡级和非平衡级模型,计算结果与实验结果比较表明:采用相界面热质传递过程速率方程建立的非平衡级模型能更准确地模拟实际工况,进料量一定的情况下,塔顶回流比对液氨浓度和制冷机热力系数影响较大。
传统在线优化算法在寻优时未考虑全局最优点对寻优的指导作用,且没有对优化搜索区域进行约束,因此,具有一定的盲目性,很难保证最终能够搜索到全局最优点,且优化解难以在线应用。针对传统优化算法的局限性,本文提出了一种全局优化指导局部优化的两层优化方法——全局校正的可变容差法,以遗传算法作为全局优化算法,可变容差法作为局部优化算法,以全局优化解调整局部优化算法的寻优方向,保证在线优化向全局最优点方向前进,指出全局优化算法和局部优化算法分别具有不同的优化周期和约束区域。将全局校正的可变容差法在数值函数中验证并应用于乙炔加氢反应器的在线优化,结果表明,与传统在线优化算法相比,这种方法不但能够减少寻优时间,也提高了寻优的精确度和有效性。
独立成分分析(ICA)方法在线性非高斯过程的监控领域得到了成功应用,当过程数据非线性较强时效果不理想。局部切空间排列(LTSA)方法能够从在高维空间中呈现高度扭曲的数据集中发现隐含在其中的非线性结构。本文结合ICA和LTSA二者的优点,提出LTSA-ICA过程监控方法,首先用LTSA从高维数据空间中提取出低维子流形,然后在这个低维子流形上执行线性ICA算法,在保留ICA对非高斯过程处理优势的同时,较好地解决了非线性的问题。在田纳西-伊斯曼(TE)过程上的仿真表明上述方法的有效性。
针对KAILASHTILLA天然气分离项目业主方案存在的稳定气产品重组分过多以及过量的稳定气送入火炬烧掉造成资源浪费和NGL产品中C3、C4回收率不足,凝析油产品不稳定等问题,建立了一套新的方案(简称建议方案),并采用先进的模拟软件PRO/Ⅱ对流程进行了模拟和优化。通过增加一套稳定气压缩机系统,把稳定气分成了NGL产品和干气产品,解决了稳定气产品的问题,提高了产品分离效率。在此基础上,从全厂能耗和产品收率两个方面对业主方案和建议方案进行了初步对比和分析,并作了经济性分析,建议方案年经济效益比业主方案多3832万元。
用4种不同比表面积双曲(SQ)型金属波纹填料进行冷模实验。通过研究SQ型填料的流体力学和传质性能可知,双曲填料特殊的弧形波纹结构降低了塔压降,改善了气液分布。研究表明,SQ填料的塔压降要明显的低于BHS型填料,当L =20.38 m3 /(m2·h)时,SQ800压降比BHS800降低81.5%。SQ1500在常压操作下每米理论级数最高可达到30,比SQ800的传质效率高,能耗高,但是操作范围小;板波纹SQ125填料操作范围最大但是分离效率低,适合原料粗分离;板波纹SQ250填料有较好的分离效率和较宽的操作范围,适合旧塔改造等。
质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)的耐久性是制约其商业化发展的一个重要因素。影响PEMFC寿命的因素非常多,而车载燃料电池发动机不可避免的要经历频繁启停的工况,那么如何减少PEMFC电堆在启停过程中的性能衰减是至关重要的。本文主要介绍了PEMFC在启停过程中衰减的机理,并从启停控制策略的角度,综述了改进PEMFC寿命和耐久性的办法,指出了研究中所存在的问题,提出了启停控制策略研究的发展方向。
生物柴油作为一种可再生的清洁能源,以其良好的环境效应受到越来越多的关注。采用离子液体催化制备生物柴油,符合绿色化学的要求,有着诱人的工业化前景。综述了离子液体催化制备生物柴油的优势、机理和现状。对于存在的问题:离子液体载体效应以及多尺度结构对催化活性影响不明确,离子液体催化剂的酸性对催化活性不明确等提出了解决方案,对离子液体催化制备生物柴油的研究方向进行了展望。
介绍了木质纤维素的资源组成、结构、利用现状以及从木质纤维素类生物质生产乙醇的一般生产工艺,并重点综述了预处理、水解、发酵和蒸馏4个关键流程工艺及相关技术,分析了这些工艺中采用的不同方法的优缺点以及国内外的技术现状及动向。本文还提出和讨论了今后研究方向需要加强的方面,并指出:高产纤维素酶菌株的筛选及驯化、改进原料预处理技术、降低中间产物对纤维素酶活性的抑制作用、现代育种技术构建耐高温工程菌等减少成本和提高纤维素生物质到乙醇的转化率技术,将是今后的研究重点发展方向和业界正面临的挑战。
概述了用于环烷烃脱氢单金属、双金属催化剂的研究进展,分析了不同类型催化剂的特点及存在的问题,通过比较发现铂基双金属催化剂性能较优,并展望了今后芳烃化学储氢的研究方向。
采用体积法研究了甲苯、四氢萘、甲醇、二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和乙醇胺(MEA)5种纯溶剂及1∶1的MEA-DMF混合溶剂对神华烟煤的溶胀行为,考察了Fe(NO3)3、Fe2(SO4)3和FeSO4添加量为0.5%(以铁占煤质量计)作为溶胀促进剂的性能。结果表明:MEA-DMF混合溶剂的溶胀效果优于5种单一溶剂。铁盐Fe(NO3)3明显促进煤溶胀,在80 ℃,24 h和剂煤比5∶1条件下MEA-DMF混合溶剂与Fe(NO3)3协同可使溶胀率超过3.0。对溶胀处理后的神华煤FT-IR表明DMF、DMF-MEA溶胀处理以及与Fe(NO3)3协同溶胀处理后明显削弱了煤羟基氢键间的缔合作用,其中,经DMF-MEA与Fe(NO3)3协同溶胀处理的这一变化最为明显。
以过渡金属氧化物及其负载型催化剂、杂多酸及其负载型催化剂、过渡金属络合物及其负载型催化剂、沸石分子筛基催化剂、超临界CO2介质催化反应体系为线索,评述了各类甲苯液相选择氧化反应催化剂的特性和近年来的研究进展,展望了甲苯液相选择氧化反应催化剂的发展方向,提出以反应对催化剂的结构和性质为指导来研制高效、“绿色”的催化剂仍是甲苯液相选择氧化反应的关键。
采用共沉淀法制备Al2O3-ZrO2复合氧化物,并以此为载体制备负载型Cu基催化剂,运用X射线衍射、X射线能谱、扫描电子显微镜对载体和催化剂进行表征。以糠醛气相加氢制糠醇反应为探针,考察复合氧化物对Cu基催化剂选择加氢活性的影响。结果表明,Al2O3-ZrO2复合氧化物中ZrO2的存在会减少CuO与Al2O3的接触,降低Cu基催化剂的深加氢能力;Al2O3有助于延迟ZrO2的晶化,避免活性组分Cu嵌入到ZrO2晶格中导致催化活性下降。载体中ZrO2质量分数为20%时,Cu/Al2O3-ZrO2催化剂选择加氢活性最高,与Cu/Al2O3催化剂相比,该催化剂具有较好的低温加氢活性和高温加氢选择性。
以拟薄水铝石、丝光沸石为原料制备载体,采用浸渍-化学还原法制备了负载型Ni-Pt-B非晶态合金催化剂,并对催化剂进行XRD、BET和H2-TPR表征。以苯加氢制环己烷反应为探针,考察Pt、还原物溶剂碱浓度、浸渍顺序等因素对催化剂加氢活性的影响。结果表明,以H2PtCl6·6H2O为原料添加的微量Pt能促进NiO的还原,并显著提高催化剂苯加氢活性;还原物溶剂为蒸馏水,采用Ni、Pt共浸渍并干燥后还原的方法制备的催化剂活性最好。在反应压力0.5 MPa、氢苯摩尔比4∶1,质量空速1.0 h-1的条件下,反应温度高于120 ℃时,环己烷产率达到100%。
用超细氧化硅为载体、高硅铝比的ZSM-5分子筛为活性组分,挤条成型制成催化剂。用氧化钙和氧化硼的前体化合物改性,在580 ℃、常压、水质量空速为1 h-1的条件下进行预处理24 h,在500 ℃、0.1 MPa、水/C4质量比为0.2、C4质量空速为3 h-1的条件下,C4烯烃制丙烯和乙烯的反应产物组成稳定,在连续25天的反应过程中,C4烯烃转化率大于68%,丙烯收率大于30%,乙烯收率大于6%,催化剂的积炭量为6.2%。对成型、改性、水蒸气预处理和再生后的催化剂用BET、NH3-TPD 和 Py-IR进行表征,分析催化剂活性与酸性的关系,认为催化剂表面质子酸(B酸)与催化剂的活性有关。
透明耐磨涂层是提高航空玻璃透明件表面抗划伤和耐磨性的有效方法。本文评述了国内外航空透明件透明耐磨涂层的研究现状。重点综述了紫外光固化有机-无机杂化透明耐磨涂层的发展现状及应用前景,并指出采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化硅作为无机相,紫外光固化树酯作为有机相制备航空透明件透明耐磨涂层将成为该领域的研究重点。
脂肪族聚碳酸酯是生物医用材料中的一个重要组成部分,而脂肪族环状碳酸酯开环聚合是制备脂肪族聚碳酸酯的一类重要方法。本文介绍了近年来不同大小和种类的脂肪族环状碳酸酯单体的合成及其聚合物的制备,并对其阳离子开环聚合、阴离子开环聚合和配位聚合的机理进行了讨论。
采用射频反应磁控溅射工艺在玻璃基片上沉积了非晶态WO3薄膜。通过光催化降解亚甲基蓝和罗丹明B溶液实验,研究了所制WO3薄膜的光催化活性和使用寿命。X射线衍射(XRD)分析表明:所制备的WO3薄膜为非晶态。光催化实验表明:紫外光照3 h后,薄膜对亚甲基蓝和罗丹明B溶液的最大降解率分别为83.26%和72.73%。重复使用3次后,薄膜对亚甲基蓝的降解率保持在75%以上,7次使用后薄膜基本丧失光催化活性。采用去离子水超声处理30 min的方法可使已失活薄膜对亚甲基蓝的降解率从20% 恢复至81%。
使用改进的固相法,用LiOH·H2O、LiCO3作锂源,制备LiFePO4/C正极材料,得出使用氢氧化锂作为原料合成的产物电化学性能较好。以氢氧化锂为锂源,无水葡萄糖为碳前体,考察锂铁比、葡萄糖加入量、焙烧温度、焙烧时间四因素对LiFePO4正极材料电化学性能的影响。使用TG/DSC、XRD、SEM、充放电测试对合成产物进行结构及电化学性能分析。结果表明,焙烧温度对于产物的影响最大。锂铁比为1.05∶1,每摩尔铁中加入葡萄糖量为1.50 g时产品容量最高,为135.0 mAh/g。最佳焙烧温度为600~650 ℃,最佳焙烧时间为10~15 h。改进的固相法避免使用球磨机,有利于工业化生产。
以木薯淀粉为原料、过硫酸钾为引发剂,通过乳液聚合法制备淀粉甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝共聚物,系统考察了反应条件对接枝共聚物接枝率(G)、接枝效率(GE)以及环氧值(EV)的影响,并通过TG-DSC对接枝共聚物结构进行了表征。结果表明:在m(GMA)∶m(淀粉)=2,过硫酸钾浓度为6 mmol/L,反应温度60 ℃,反应时间1 h的条件下,可制得接枝率、接枝效率以及环氧值分别为:64.95%、95.57%、4.24 mmol/g的接枝共聚物;接枝共聚物热稳定性比原淀粉有所提高。
采用相反转法制备了羟基丙烯酸树脂包覆HDI缩二脲乳液,通过FTIR和涂膜溶剂浸泡保留率跟踪了包覆粒子的成膜过程,考察了混合工艺、羟基单体种类、催化剂等因素对涂膜交联的影响。结果表明,成膜过程中,—OH和—NCO交联生成氨基甲酸酯,—NCO同时与H2O反应生成的CO2扩散出涂膜,没有形成涂膜缺陷。成膜温度越高,涂膜交联度在成膜前期越高,而在成膜后期,涂膜交联度反而越低。HDI缩二脲在羟基丙烯酸溶液中分散越均匀,羟基丙烯酸树脂中羟基反应活性越高,催化剂用量越多,涂膜交联度越大。
通过对壳聚糖进行三甲基化和羧甲化改性,制备了可溶于水的荧光标记壳聚糖衍生物芘丁酰肼-三甲基羧甲化壳聚糖,产物用FTIR、1H NMR和荧光光谱进行表征,并试验了介质pH值对其荧光性能的影响。结果表明,在pH值1~14时水溶性芘丁酰肼-三甲基羧甲化壳聚糖具有pH响应性,可望用作pH荧光探针高分子材料。
以廉价工业原料水玻璃在高岭土微球,偏土微球上水热合成出L沸石。合成初始组成为:1Al2O3∶4.7(KOH+NaOH)∶14SiO2∶250H2O(摩尔比K2O/Na2O=2.5)。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对合成的L沸石分子筛进行了表征。XRD检测结果表明:制备的L沸石分子筛具有典型的L沸石特征峰。SEM电镜表明:合成出的L沸石的晶形呈球状,在加入氟离子添加剂后晶型变为多菱柱状,晶型完美。
介绍了疏水性电荷诱导层析(hydrophobic charge induction chromatography,HCIC)的原理及特点:其功能基团结合了疏水作用和静电相互作用,是一种混合型的双模式层析方法。由于HCIC在蛋白质(特别是抗体)的分离纯化中表现出操作简便、选择性较好等优点,受到了学术界和工业界的关注。对HCIC的技术原理、发展历程、层析行为以及应用现状等进行综述,以期对HCIC的深入研究和应用开发提供指导。
为减轻后续工艺的生产压力、提高生产效率,研究了在漂白紫胶水洗脱盐的同时脱水的工艺条件。为得到漂白紫胶脱水除盐工艺的优化条件,研究了不同水洗温度和水洗时间条件下漂白紫胶产品的脱水率、颜色指数和水溶物,用响应曲面法(RSM)设计试验并建立了该工艺条件的拟合方程。试验结果表明,拟合方程的拟合度较高,所建立的数学模型可以用于描述漂白紫胶的脱水除盐工艺。通过优化得到了漂白紫胶脱水除盐工艺的最优条件:温度为33 ℃、水洗时间为11 min,可以得到脱水率为69.29%、颜色指数为1.0、水溶物为0.3969%的产品。
为了寻找一条高效率合成4-氯代苯酐的路线,基于D-A环合原理和芳构化方法,首先,优化并比较了两条合成4-氯代四氢苯酐(二酸)的路线,然后,优化并比较了两条将4-氯代四氢苯酐(二酸)芳构化合成4-氯代苯酐的路线。得到如下结果:4-氯代四氢苯酐收率提高到95%,纯度大于98%;用液溴作芳香化试剂4-氯代苯酐的单步收率达到89%、纯度99%,氧气活性炭作芳香化试剂,4-氯代苯酐收率达到70%、纯度100%。
以7-氨基-(1-甲基-1H-四唑-5-硫甲基)-3-头孢烯-4-羧酸二苯甲酯(7-DAMC)为原料经缩合和甲氧基化等一系列反应制备得到甲氧头孢关键中间体7β-氨基-7α-甲氧基-3-(1-甲基-1H-四唑-5-硫甲基)-3-头孢烯-4-羧酸二苯甲酯(7-MAC)。实验结果表明合成中间体7-对甲苯硫亚氨基-3-(1-甲基-1H-四唑-5-硫甲基)-3-头孢烯-4-羧基酸二苯甲酯(7-DTMC)的较佳条件为:n(7-DAMC)∶n(TSC)∶n(环氧丙烷)=1∶3.5∶40,反应时间为3 h,反应温度为30 ℃;产品7-MAC的较佳合成条件为:n(甲醇)∶n(无水AlCl3)∶n(PPh3)∶n(7-DTMC)=230∶1.5∶2∶1,反应温度25 ℃,PPh3插入反应时间15 h,甲氧基化反应时间5 h,收率54.17%,HPLC纯度99.15%。产品结构均经1H-NMR和IR表征认证。
为了发展利用植物生物质资源,采用将蔗渣溶于LiCl/DMAc体系并利用溶解于其中的物质与丙烯酰胺进行均相接枝反应以制备蔗渣接枝聚丙烯酰胺。结果表明蔗渣在160 ℃活化1 h,烘干后与100 g/L的LiCl/DMAc体系以固液比1∶50混合,然后在160 ℃加热4 h的条件下可以取得81.3%的溶解率。溶液中不但含有纤维素,而且含有半纤维素和木质素。该溶液在30 ℃、N2环境且丙烯酰胺分两次投料的条件下进行共聚的接枝率达到62.86%。进一步的实验表明蔗渣接枝物的主要成分是纤维素-g-聚丙烯酰胺。这为植物生物质的高值化利用提供了新的途径。
采用一套3.2 L具有填料的上流式厌氧污泥床反应器,在固定进水氨氮、亚硝氮和COD浓度的基础上,通过对进水负荷4个阶段的调节,考察其对厌氧氨氧化与反硝化协同反应器运行的影响。经试验发现,在低水力负荷条件下,氨氮、亚硝氮、COD的平均去除率分别达到了94.1%、97.2%和89.4%,出水硝氮的生成量为4.35 mg/L;而在高水力负荷条件下,氨氮、亚硝氮和COD的去除率下降较为明显,为54.2%、73.9%和81%,硝氮的生成量为9.97 mg/L。通过再次调低水力负荷,协同脱氮效果基本上能够恢复到之前的水平,表明反应器具备了一定的抗负荷冲击能力。同时低温会对反应器产生较大影响,但反应器内的菌群具备抵御低温并较快恢复的能力,保证了反应器二次启动的成功。
采用SBR工艺对含盐废水进行了长期实验室试验,探讨了NaCl浓度、pH值、碳氮(C/N)比等因素对含盐废水短程硝化的影响。结果表明:逐步提高废水中NaCl浓度,SBR 工艺能够实现短程硝化。在温度30℃和NaCl浓度10 g/L的条件下,含盐废水实现短程硝化的最适pH值范围为7.0~8.0。当C/N比为7.53时,亚硝态氮累积量最大,达到86.13 mg/L,含盐废水的短程硝化反应应选择低C/N比条件下进行。
以铝矾土、氧化镁粉和质量分数为20%的工业盐酸为原料,采用两段溶出工艺制备聚合氯化铝镁无机絮凝剂。通过正交实验考察了焙烧温度、焙烧时间、酸溶比例、酸溶时间和酸溶温度对氧化铝溶出的影响,确定了制备聚合氯化铝的最佳工艺条件。通过加入氧化镁粉提高产品盐基度得到聚合氯化铝镁絮凝剂。所得产品氧化铝含量9.6%,盐基度为46.3%。将该聚合氯化铝镁絮凝剂用于实际印染废水的处理,其COD和色度去除率比自制聚合氯化铝絮凝剂和市售聚合氯化铝絮凝剂均高出近20个百分点。
研究了313 K时40%(质量分数)哌嗪(PZ)、N-氨乙基哌嗪(N-AEPZ)和羟乙基哌嗪(HEPZ)溶液吸收CO2性能以及30% AEE+10%PZ、30%AEE+10%N-AEPZ和30%AEE+10%HEPZ溶液对CO2的吸收性能。考察了吸收速率、吸收量、吸收时间、温度变化和PZ及其衍生物含量之间的相互关系。考察了解吸量与解吸时间的关系,解吸温度为393 K。结果表明,分子结构中的多氨基基团有利于提高吸收性能;在复合体系中,N-AEPZ为主吸收作用,PZ与AEE共同作用,HEPZ为助吸收作用,提高主吸收组分的浓度有利于提高溶液的吸收能力,其中30%AEE+10%PZ的混胺溶液具有良好的吸收和解吸性能。
制备了聚合氯化铝铁-淀粉-丙烯酰胺(PAFC-ST-AM)复合絮凝剂,考察了PAFC与ST-AM的质量配比、反应液的pH值和复合时间等复合反应条件。通过对含磷模拟废水的絮凝试验 [正交L9(34)],得出了复合絮凝剂的最佳应用条件。结果显示,当PAFC∶ST-AM为4∶1,投加量为5 mL/500 mL,pH值为8时,磷的去除率可达92.36%。