PBS前体1,4-丁二醇合成的反应工艺和催化剂研究进展

聚丁二酸丁二醇酯（PBS）被公认为是可完全生物降解的可降解塑料,在应用方面具有替代现有普通难降解塑料的潜力,但近年其合成原料,尤其是1,4-丁二醇（BDO）价格不断上升,导致PBS成本不断增加。为了更好地了解和掌握BDO合成的工艺过程、现状、存在问题和最新的发展方向,本文首先简单总结了过往基于化石基方法合成BDO的不同工艺路线,并详细阐述了Cu、Ni、Pd、Pt和Rh基催化剂化石路线合成BDO过程的进展;然后介绍了基于生物路线合成BDO的最新进展,主要着眼于不同生物质基原料（如丁二酸、糠醛/呋喃、1,4-脱水赤藓糖醇和其他糖类等）合成BDO的方法;随后简单地描述了生物质合成BDO生命周期评估以及资本和运营成本,并对化石基和生物基合成BDO做了简要的对比,最后总结和展望了BDO合成中存在的问题和发展方向,即如何开发低能耗和高效催化剂将分别成为化石基和生物基合成BDO的重点所在。     

热脱附处理技术在石油污染土壤中的研究进展

随着我国工业化的发展,作为工业命脉的石油工业不断壮大,石油产量的与日俱增为我国带来了巨大的经济利益,同时也造成了土壤与水的严重污染。石油污染具有危害性大、周期长等特点,已成为现代环境科学亟待解决的问题。介绍了石油污染土壤的特性与危害,综述了传统石油污染修复技术,总结了热脱附处理技术的工艺流程及其优势,并分析讨论了热脱附技术的影响因素与亟待解决的技术问题。最后展望了未来热脱附处理技术在石油污染土壤治理方面的研究方向及目标。     

氧化钙对油基钻屑热脱附产物影响的研究

针对油基钻屑热脱附过程中能耗高、气味刺鼻和油气品质较低等问题,选用氧化钙（CaO）作为添加剂对油基钻屑热解过程调控,考察了不同CaO添加量和温度对反应工况、产物分布及性质的影响。研究结果表明：（1）随着CaO添加量的上升,油收率上升,水和气收率下降,固相收率先升后降。（2）随着热脱附温度的升高,热脱附固体残渣收率逐渐降低,热脱附油、水、气的收率都有不同程度的上升。（3）添加CaO后,所有温度下,均存在热脱附后油收率有明显的上升,而油气收率明显下降现象。（4）CaO的添加提升了油收率和油中脂肪烃的饱和度,降低了油中硫元素的含量,提升了回收油的附加经济值,降低了水和气收率,尤其是CO₂和H₂S的产率。引用CaO作为添加剂降低了热脱附工艺对操作环境的大气污染,以及后续流程的脱硫负担,降低了水分蒸发导致的高能耗,为油品与不凝气的再利用创造了有利条件。     

氧化钙在油基钻屑热脱附中的协同作用

为了解决油基钻屑热脱附过程中所存在的能耗高、过度裂解改变油品性质和二次污染等问题，采用自主研发的动态电磁加热脱附实验装置，将氧化钙（CaO）作为添加剂与油基钻屑混合进行协同热脱附处理，考察了掺混CaO对反应工况、产物分布及性质的影响，分析了冷凝油与不凝气组分的变化特征。研究结果表明：①添加5%左右的CaO，可将脱附温度降低25 ℃，使回收油和不凝气产率分别提高9.0%和127.9%，使残渣含油率降低62.5%，并且减少了冷凝水的产量；②CaO催化促进了钻屑中油分裂解断链，增加了自由基碎片重新聚合的概率，提高了C19～C22化合物的产量，在一定程度上保持了基础油的性质；③不凝气中CH4、H2含量分别增加了12.1%和18.4%，吸收固定了CO2，提高了不凝气热值。结论认为：①CaO与油基钻屑协同热脱附有利于优化反应条件，提高不凝气热值，改善回收油品性质，是节能降耗、增加产品附加值的有效途径；②CaO对油基钻屑热脱附具有催化长链烃裂解和促进结焦积碳的双重作用，因而需要结合实际情况确定最佳的掺混比例。     

工业废碱处理及再利用研究进展

系统介绍了工业废碱的来源、组成、处理技术及再利用途径。重点分析了中和法、沉淀法、萃取法、膜分离法、高级氧化法、生物法等处理技术的特点，总结了碱液循环再利用、酸碱再生、回收钠盐等再利用途径，并对废碱的处理及再利用提出了建议。     

煤与油页岩热预处理特性及对热解的影响

对比研究了神木煤和桦甸油页岩在150~400℃热预处理时的孔隙变化和挥发分析出规律以及热预处理对后续慢速升温热解反应产物的影响。结果表明,热预处理显著增加了油页岩的孔隙结构,其比表面积提高4倍、孔体积提高5倍以上,而神木煤的孔隙结构则减少了,特别是孔径大于1 nm的孔体积减少了近60%、比表面积减少了近80%,而其1 nm以下的孔则相对稳定,孔体积和比表面积分别只减少了10%左右。低于400℃时热预处理过程中除脱去吸附水外,其他挥发分也有一定析出,并以CO₂为主,另有少量CO,但挥发分总失重量不超过5%。固定床慢速升温热解研究表明,经热预处理后,油页岩的油产率最高提高了22.7%,而水和气的产率则相应降低,气体中CH₄增加而H₂降低。热预处理对煤的热解油产率影响不明显,但热解水产率降低而热解气产率增加且其中CH₄增多而H₂降少。     

终温对油基钻屑热解产物分布和特性影响

页岩气开发处理过程中会产生大量对生态环境和人体健康造成严重危害的油基钻屑。为了实现油基钻屑的资源化利用，本文研究了热解终温对油基钻屑热解产物分布和特性的影响。结果表明，油基钻屑中的油水轻组分在50～250℃之间受热汽化逸出，碳酸盐在450℃之后大量分解，油基钻屑中的硫元素在气相中主要以H₂S形式存在。随着热处理温度升高，固相残渣收率明显降低，气相收率明显升高，油水收率缓慢升高。测试结果表明，在热解温度不低于300℃时，油基钻屑残渣的含油量可降低至0.3%(质量分数)以下。热解回收油组成主要为白油，沸程与柴油相当，油品品质优秀。油基钻屑热解的气体总产量随着热解温度的升高逐步升高。结果认为，在油基钻屑热解工业化的过程中，应该控制热解终温保持在450℃以下，以避免能量的浪费和有害气体的逸出，同时增加传热效率，保证物料热解完全。