二氧化硅抗结焦涂层的制备及性能研究

在裂解小试装置中,采用化学气相沉积法在裂解炉管的内壁沉积了二氧化硅抗结焦涂层,通过EDS和SEM等方法研究了二氧化硅涂层在裂解管内的分布规律,通过裂解结焦评价实验考察了二氧化硅涂层的抑制结焦性能。表征结果显示,在裂解炉管中间区域可以得到较好的二氧化硅涂层,但在裂解炉管的入口和出口处二氧化硅沉积较少,涂覆效果较差。实验结果表明,所制备的二氧化硅涂层在850℃的裂解温度下具有很好的抑制结焦效果,但经1 000℃蒸汽高温热冲击2 h后,抑制结焦效果急剧下降;所制备的二氧化硅涂层对裂解产物中乙烯、丙烯和丁二烯的收率影响不明显。     

乙烯裂解炉管抑制结焦在线涂层的制备研究

在蒸汽裂解小试装置上,采用常压化学气相沉积法在裂解炉管内表面在线制备了SiO_2和Al_2O_3抗结焦涂层;采用SEM和EDS对涂层的形貌及元素组成进行了表征,以石脑油为裂解原料进行了裂解及结焦评价实验。实验结果表明,所制备的SiO_2涂层均匀、致密,厚度约为5μm,SiO_2质量分数达95%以上,具有优异的抗结焦性能及较长的使用寿命,在120min的短周期评价实验中,与空白炉管3个周期结焦量的平均值相比,第一周期结焦量减少90%以上,第五周期结焦量仍能减少80%以上;沉积Al_2O_3涂层后,与空白炉管4个周期结焦量的平均值相比,第一周期结焦量减少约60%,第二和第二三周期的结焦量则基本恢复到空白值,抑制结焦的效果欠佳。在线制备的SiO_2和Al_2O_3涂层对主要裂解产品收率的影响不明显。     

硅铬复合氧化物抗结焦涂层的制备及其性能

采用化学气相沉积法在裂解小试装置的裂解炉管内制备了硅铬复合氧化物抗结焦涂层。通过裂解结焦实验、元素分析和SEM方法对硅铬复合氧化物涂层在裂解炉管内的分布规律、抑制结焦能力和抗高温冲击能力以及涂层对烯烃收率的影响进行了研究。在裂解炉管内沉积硅铬复合氧化物涂层时,炉管入口沉积的涂层中含有较多的氧化铬,中间段的涂层主要为硅铬复合氧化物,而出口的涂层含氧化硅较多。所制备的涂层前期结焦抑制率可达90%,在第14次评价周期后,结焦抑制率仍保持在80%以上。硅铬复合氧化物涂层能耐受1 000℃的热冲击,具有较好的牢固度,并对乙烯、丙烯和丁二烯收率的影响不明显。     

硅基复合氧化物抗结焦涂层的组分选择

采用化学气相沉积法在裂解炉管内表面沉积纯硅、硅铬、硅铝或硅铈的氧化物涂层,对涂层进行了SEM和EDS表征,并对其抗结焦性能进行了评价。实验结果表明,纯硅气相沉积得到球状颗粒氧化硅涂层,并含有大量C元素杂质;硅铈气相共沉积得到含有较少C元素的球状颗粒氧化硅涂层;硅铬气相共沉积可以减少涂层中的C元素,得到均匀致密的氧化硅涂层;硅铝气相共沉积后裂解炉管表面只有部分覆盖氧化硅涂层。硅铬氧化物涂层在6周期的石脑油水蒸汽热裂解评价中,结焦抑制率保持在80%以上。     

SiO2/S涂层及乙酸钾抗结焦性能的对比

  以石脑油为裂解原料,在850℃下对退役  HP40炉管内表面进行结焦试验,并对比了 SiO₂/S 涂层与乙酸钾的抗结焦性能。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和透射电镜(TEM)表征了焦炭形貌,采用热重(TGA)、元素分析和拉曼光谱考察了焦炭结构。结果表明,由于退役 HP40炉管内表面状态的改变,加剧了催化结焦。SiO₂/S 涂层可以有效地抑制催化结焦,其结焦抑制率达到65%,但是 SiO₂/S 涂层剥落后,焦炭以催化焦为主,同时夹杂着部分热裂解焦。当乙酸钾质量分数为400 μg/g 时,抑焦率达到60%。当乙酸钾质量分数分别为0、100、200和400 μg/g 时,丝状焦直径分别为100、60、45和35 nm。SiO₂/S涂层与乙酸钾对焦炭结构影响较小,退役 HP40炉管内表面焦炭为高沸点、缩合度较高的大分子,石墨化程度较低。     

乙烯裂解炉用BaCe_(0.8)Y_(0.2)O_3涂层的抗结焦性能

采用浆料法,在金属样片上制备Al_2O_3涂层和BaCe_(0.8)Y_(0.2)O_3涂层,并在乙烷水蒸气裂解中考察涂层的抗结焦性能。通过TG,SEM,EDS分析,发现Ba Ce_(0.8)Y_(0.2)O_3涂层结焦很少。在裂解炉炉管内表面制备Ba Ce_(0.8)Y_(0.2)O_3涂层,考察它在石脑油水蒸气裂解中的裂解性能。与空白炉管相比,Ba Ce_(0.8)Y_(0.2)O_3涂层使结焦量减少96.1%,产气量急剧增大,裂解焦油减少,H_2,CO,CO_2的收率显著增大,乙烯、丙烯、丁二烯收率略微降低。     

SiO2/S涂层与结焦抑制剂抗结焦性能的实验对比

 在退役炉管内表面制备了 SiO₂/S 复合涂层,对涂层与结焦抑制剂的抗结焦性能进行了对比。采用扫描电子显微镜、X射线能谱分析了炉管内表面及截面的形貌和化学组成,表征了加入结焦抑制剂后的焦层形貌。结果表明,退役炉管内表面粗糙,呈刻蚀状形貌,并且分布着细小的孔洞及裂纹,丝状焦首先在这些部位成核与生长。提高复合涂层的涂覆效果与保持涂层的完整性可以有效地降低焦炭的沉积。结焦抑制剂由于其中含硫化合物与含磷化合物的协同作用,抗结焦性能优良。当加入结焦抑制剂质量分数为200 μg/g 时,结焦抑制率达到69.2%;而 SiO₂/S 复合涂层的结焦抑制率达到65%,前者效果略优。     

SiO2/S涂层抑制结焦性能的中试对比研究

为了抑制乙烯裂解炉管结焦,对SiO2/S涂层的抑制结焦性能进行了中试试验,并与未涂层炉管和加入结焦抑制剂炉管的结焦结果进行了对比。利用SEM和EDS表征了炉管出口部位结焦层的形貌及成分。结果表明,与未涂层炉管相比,SiO2/S涂层的结焦抑制率为39%,而结焦抑制剂的结焦抑制率为41%,两种工艺条件的抑制结焦效果相当。未涂层、涂层和加入结焦抑制剂的炉管出口结焦层均发生了片状剥落,剥落焦层主要由碳元素组成,且无丝状催化焦存在。涂层和加入结焦抑制剂的炉管剥落焦层厚度约为30 m,而未涂层炉管剥落焦层厚度约为50 m。焦层剥落后的未涂层炉管和加入结焦抑制剂炉管表面为粒状焦,而涂层炉管表面为松散的粉末状焦。     

气相沉积法制备Ni/Al_2O_3催化剂的加氢性能及表征

采用化学气相沉积法制备了Ni/Al_2O_3催化剂,对其进行了加氢活性评价和表征.结果表明,在合适的条件下,可以得到具有高分散度和高活性的Ni/Al_2O_3催化剂.在Al_2O_3载体中引入助剂可以减弱活性组分Ni与Al_2O_3载体之间的相互作用,有利于NiO还原成Ni活性中心.化学气相沉积法制备的Ni/Al_2O_3催化剂比传统浸渍法制备的Ni/Al_2O_3催化剂具有更高的加氢活性.透射电镜结果表明,Al_2O_3载体表面上Ni活性相呈纳米分布,具有较高的分散度,该催化剂中Ni质量分数可降低32.5%,而其加氢催化活性不降低.化学气相沉积法制备的Ni/Al_2O_3催化剂可用于白油加氢精制.     

气相沉积法制备氧化铝负载镍催化剂的加氢性能及表征

采用化学气相沉积法制备了Ni/Al2O3催化剂, 对其进行了加氢活性评价和表征. 结果表明, 在合适的条件下下, 可以得到具有高分散度和高活性的Ni/Al2O3催化剂. 在Al2O3载体中引入助剂可以减弱活性组分Ni与Al2O3载体之间的相互作用, 有利于NiO还原成Ni活性中心。化学气相沉积法制备的Ni/Al2O3催化剂比传统浸渍法制备Ni/Al2O3催化剂具有更高的加氢活性。透射电镜结果表明,Al2O3载体表面上活性相呈纳米分布,具有较高的分散度,该催化剂中Ni质量分数可降低32.5％,而其加氢催化活性不降低.化学气相沉积法制备的Ni/Al2O3催化剂可用于白油加氢精制.     

CVD法制备碳纳米管中应用氟 氯 磷等添加物的热力学条件预测

利用俄罗斯科学院研制的软件计算分析了CVD法制备碳纳米管过程中在碳氢体系添加氟、氯、磷、氧等元素及在碳硫体系中加入氧、氟等元素对于化学传递反应的影响,结果表明,这些元素的加入有利于传递反应的进行。分析了不同压力下气相传递物质中的碳含量,压力降低使传递的温度区间缩小。     

碳酸钾催化制备螺旋纳米碳纤维

目的螺旋纳米碳纤维制备过程中残留的催化剂会影响产物本征性能,常采用酸洗除去催化剂,但会破坏纤维的结构并增加使用成本。以水溶性盐为催化剂制备螺旋纳米碳纤维,可水洗除去催化剂得到高纯度的螺旋纳米碳纤维。 方法以K₂CO₃为催化剂、C₂H₂为碳源,采用化学气相沉积法制备螺旋纳米碳纤维,用简单的水洗除去K₂CO₃催化剂,并考查制备温度对螺旋纳米碳纤维形貌的影响。利用场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜和能谱仪表征螺旋纳米碳纤维的微观结构和元素组成,通过X射线衍射、拉曼光谱和傅里叶红外光谱表征螺旋纳米碳纤维的晶体结构和表面官能团。 结果在700 ℃条件下制备的产物直径约为60 nm,呈螺旋结构且形貌均匀,螺旋纳米碳纤维的碳原子呈短程有序排列,主要由C-H、C=C官能团组成;K₂CO₃催化剂在纤维中呈类似菱形对称结构,导致纤维在催化剂两侧呈手性对称生长。 结论采用化学气相沉积法制备出形貌均匀的螺旋纳米碳纤维,水洗除去表面催化剂可得到高纯度的螺旋纳米碳纤维。      

低压汽相法生产吗啉及其工艺条件研究

对二甘醇（DEG）催化氨解环化法低压汽相法生产吗啉技术的反应原理及工艺流程进行了介绍,分析了影响吗啉产品转化率和纯度的工艺参数,确定了最佳工艺操作条件,即反应器入口温度从223～232℃降至216．221℃,二甘醇与液氨配比略有提高,氢气循环量500m3／h,反应器顶部压力1．70MPa。装置半年实际运行结果表明,转化率稳定在61．90％～63．21％,产品纯度达到99．50％以上。     

脉冲电沉积制备NiW-Si3N4/MWCNTs复合镀层及其性能研究

长期暴露在复杂工况下的油管、套管钢材表面极易发生腐蚀,导致材料使用寿命降低,影响油井正常生产。通过脉冲电沉积技术在C45钢基材表面制备了NiW-Si₃N₄/MCNTs复合镀层,并探究了纳米颗粒Si₃N₄与MWCNTs用量对复合镀层表面微观形貌、硬度和耐蚀性等性能的影响。研究表明:纳米颗粒的加入在抑制Ni-W镀层的(220)与(200)晶面生长的同时,还能促进Ni-W镀层晶粒的细化,大幅度提升NiW-Si₃N₄/MCNTs复合镀层的显微硬度,最高可达1 243.7 HV;与Ni-W镀层相比,NiW-Si₃N₄/MCNTs复合镀层的阻抗更大,腐蚀速率更低,抗腐蚀性能更好。该项研究为进一步提高Ni-W镀层物理化学性能奠定了理论基础,缓解了油管的腐蚀问题。