A comparative study of Ni catalysts supported on Al2O3, MgO–CaO–Al2O3 and La2O3–Al2O3 for the dry reforming of ethane

CO₂ utilization through the activation of ethane, the second largest component of natural and shale gas, to produce syngas, has garnered significant attention in recent years. This work provides a comparative study of Ni catalysts supported on alumina, alumina modified with CaO and MgO, as well as alumina modified with La₂O₃ for the reaction of dry ethane reforming. The calcined, reduced and spent catalysts were characterized employing XRD, N₂ physisorption, H₂-TPR, CO₂-TPD, TEM, XPS and TPO. The modification of the alumina support with alkaline earth oxides (MgO and CaO) and lanthanide oxides (La₂O₃), as promoters, is found to improve the dispersion of Ni, enhance the catalyst's basicity and metal-support interaction, as well as influence the nature of carbon deposition. The Ni catalyst supported on modified alumina with La₂O₃ exhibits a relatively stable syngas yield during 8 h of operation, while H₂ and CO yields decrease substantially for Ni/Al₂O₃.     

Photocatalytic conversion of ethane: status and perspective

Ethane (C₂H₆) is a main component of natural gas and a notable contributor to photochemical pollution and ozone production in the atmosphere. It is important to convert ethane to useful chemicals. The photocatalytic conversion of ethane is promising but challenging. As the first review article in this area, we summarize the recent important progresses in photocatalytic ethane conversion, with an emphasis on (1) homogeneously functionalization and (2) heterogeneously partial oxidation of ethane. Furthermore, the challenges and future directions are provided for the photocatalytic conversion of ethane.     

高性能AAE减水剂合成

设计了一种在聚合物分子中同时含带电荷基因及聚醚型长链侧基的高性能AAE减水剂，合成并测定了它的减水效果及对混凝土强度等性质的影响。     

乙烷和二氧化碳催化转化的研究进展

CO₂与乙烷反应是实现碳减排目标、利用非常规能源的重要手段,符合国家重大需求和国际学术前沿。其中,二氧化碳通过“活性氧”机理、“晶格氧”机理以及“反应耦合”机理促进乙烷的活化。通过催化剂设计选择性地断裂C—H/C—C键,可以实现反应定向地按照两条路径进行——乙烷干重整反应（DRE）和乙烷氧化脱氢（ODH）。综述了DRE和ODH两类反应的热力学、反应物活化机制和催化剂研究进展,分析了催化剂均存在产物选择性低、易烧结、积炭问题的主要影响因素以及催化剂设计和改进策略,并对该研究未来的发展方向进行展望。     

甲基丙烯酸（2,2-二羟甲基）丙酯的合成

以对甲苯磺酸为催化剂,用1,1,1-三羟甲基乙烷（THME）与苯甲醛在四氢呋喃中反应,合成出2,2-二羟甲基缩苯甲醛丙醇;再以三乙胺作缚酸剂,用2,2-二羟甲基缩苯甲醛丙醇与甲基丙烯酰氯反应合成出甲基丙烯酸（2,2-二羟甲基）丙酯的缩苯甲醛衍生物,再与盐酸反应得到甲基丙烯酸（2,2-二羟甲基）丙酯。用核磁共振氢谱（1H NMR）证明了所合成化合物的结构。     

高压天然气乙烷回收高效流程

在对高压凝析气田气回收乙烷及以上组分时,可利用的现有乙烷回收流程存在系统冷量过多、脱甲烷塔气液分离效果差和系统能耗高等问题。在部分干气循环工艺(RSV)的基础上,提出一种高压天然气的乙烷回收高效流程(HPARV)。该流程在RSV工艺的基础上增加了1台高压吸收塔,吸收塔与脱甲烷塔的操作压力相互独立,既保证了较高的乙烷回收率,又降低了外输干气的再压缩功率。HPARV工艺有效解决了传统RSV乙烷回收流程系统能耗高、对高压原料气适应性不强和脱甲烷塔气液分离效率差等问题。研究实例表明,当原料气压力大于7.0MPa时,HPARV工艺对原料气气质组分变化及原料气压力变化均具有较好的适应性,乙烷回收率高达93%以上。与相同乙烷回收率下的RSV工艺相比,HPARV工艺能大幅度降低乙烷回收装置的综合能耗。     

预测乙烷/离子液体系统溶解平衡的UNIFAC模型

采用UNIFAC模型对乙烷在1-烷基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐([RMIm][Tf2N],R=乙基(E)、丁基、己基、辛基(O)、癸基)离子液体中的113个溶解度数据进行关联,得到了乙烷与主基团CH2—和[MIm][Tf2N]间的交互参数,建立了预测乙烷在该类离子液体中溶解度的UNIFAC模型。利用该模型预测了乙烷在[EMIm][Tf2N]和[OMIm][Tf2N]两种离子液体中的溶解度,预测值与文献值吻合较好,平均误差分别为4.01%和3.81%,最大误差为9.86%。将该模型用于分析改变烷基链长对乙烷在[RMIm][Tf2N]离子液体中溶解度的影响发现,在烷基链长较短时,增加其链长可有效提高乙烷的溶解度;但当烷基链长较长时,其效果减弱。该模型可对乙烷在该类离子液体中的溶解度进行有效预测,为其相关的传质分离过程提供相平衡数据。     

二甲醚/乙烷混合气低温着火延迟特性

为了研究二甲醚/乙烷混合气在低温下的着火延迟特性,在快速压缩机实验台架上测量了二甲醚/乙烷混合气在上止点温度627～912 K,上止点压力16～30 bar,当量比0.5～1和乙烷掺混比0～70%条件下的着火延迟期.同时,基于CHEMKIN-PRO软件进行了同等工况条件下的模拟计算.实验与模拟结果表明:二甲醚/乙烷混合气总着火延迟期呈现明显的负温度系数(NTC)现象,且在较低的上止点压力下NTC现象更加明显.上止点压力和当量比的增加使得第一阶段和总着火延迟期均呈现缩短趋势,尤其在NTC区间.乙烷的添加显著抑制了着火,混合气的第一阶段和总着火延迟期显著延长.化学动力学分析表明,乙烷竞争主要由二甲醚低温着火过程主导产生的OH自由基进而抑制二甲醚的低温氧化,而自身的着火过程得到促进甚至呈现两阶段特性.但是随着乙烷掺混比的增加,整体混合气的低温着火过程仍受到抑制,放热率和活性自由基累积量降低,因此着火延迟期延长.     

助剂对用于乙烷CO_2氧化脱氢反应的负载型Cr_2O_3催化剂性能的影响

制备了Co、Fe、Mn促进的几种负载型Cr2O3催化剂,采用BET、XRD、SEM等技术进行了表征,并在常压连续流动固定床石英反应器中进行CO2氧化乙烷脱氢反应催化活性评价。结果表明,Co有助于Cr2O3在载体表面分散;在反应温度为923K,V(CO2)/V(C2H6)=1∶1,空速6000h-1的实验条件下,加入Co或Mn助剂时,乙烷转化率和乙烯产率明显增加。活性最高的Cr-Co/γ-Al2O3催化剂,乙烷转化率达62.9%,乙烯的选择性为90.4%。对反应机理也进行了探讨。     

油田伴生气乙烷回收HYSYS计算模型研究

通过考核大庆天然气公司深冷工厂的运行数据,并加以研究计算,提出了深冷计算的HYSYS计算模型。并将该模型计算数据与现场装置运行数据进行比较考核,考核后发现运行数据和计算数据吻合较好,印证了该计算模型的正确性。通过对油田伴生气组分的分析得出,天然气深冷在很大程度上回收了乙烷。该研究模型对于已建或将建深冷装置具有实时调整参数、优化参数、提高产率、降低能耗等设计参考价值。