CH4/N2在Zr-MOFs上的吸附分离研究

以H_4L为配体,与金属离子Zr~(4+)自组装得到棒状晶体Zr基金属有机框架材料(ZrMOFs),并借助X射线单晶衍射、N_2吸附脱附、X射线粉末衍射、热重等对其结构进行表征,利用气体吸附仪测量了CH_4和N_2的吸附等温线,采用克-克(Clausius-Clapeyron)方程计算CH_4的吸附热,并运用Ideal Adsorbed Solution Theory(IAST)理论来计算CH_4/N_2的分离因子(SCH_4/N_2)。结果表明:在273K、0.1MPa时,晶体Zr-MOFs对CH_4有较好的吸附效果,吸附量为8.2cm3/g,对CH_4/N_2的选择性分离因子(S)为6.3,且具有较好的分离效果;对吸附热力学的研究表明,CH_4的吸附热在20kJ/mol左右,相对分子筛类吸附剂吸附热较小,易于吸附剂的再生。     

阴离子型表面活性剂溶液物理化学特征研究

为揭示温度对阴离子型表面活性剂在临界胶束浓度时的理化性质和胶束结构稳定性的影响规律,测定了十二烷基硫酸钠(C_(12)H_(25)SO_4Na)和十二烷基苯磺酸钠(C_(18)H_(29)NaO_3S)溶液的表面张力、泡沫半衰期和黏度等性能参数,研究了这两种表面活性剂溶液的黏度活化能、胶束化标准焓变和标准熵变等物理化学性质。结果表明,常温时,C_(12)H_(25)SO_4Na和C_(18)H_(29)NaO_3S的临界胶束浓度分别为0.008和0.002 mol/L。随着温度的升高,两种表面活性剂的表面张力和泡沫半衰期均呈指数型下降,黏度呈线型下降。C_(18)H_(29)NaO_3S的黏度活化能是C_(12)H_(25)SO_4Na的1.96倍,但C_(12)H_(25)SO_4Na降低表面张力的效率和吸附趋势均大于C_(18)H_(29)NaO_3S,其标准胶束化自由能和标准熵变均大于C_(18)H_(29)NaO_3S,更容易产生胶束,且胶束结构更稳定。     

氮改性活性炭吸附氧化甲硫醇的研究

以椰壳活性炭为载体,制备了三聚氰胺(C_3H_6N_6)改性和HNO_3-C_3H_6N_6复合改性的活性炭基催化剂,研究了对活性炭脱除甲硫醇(CH_3SH)反应的影响。采用N_2吸附-脱附、XPS、Boehm滴定、DTG、GC-MS等方法对改性前后活性炭的物理化学性质及CH_3SH反应后产物进行了表征。实验结果表明,HNO_3-C_3H_6N_6复合改性后的活性炭具有高CH_3SH吸附氧化活性,CH_3SH吸附容量约为未改性活性炭的4倍。表征结果显示,活性炭表面的含氮官能团能够促进CH_3SH的吸附氧化,其中石墨型氮是主要的活性中心,CH_3SH的氧化产物主要是二甲基二硫醚和甲基硫代甲磺酸酯。     

煅烧还原一步制备Ni基催化剂及在CH4-CO2重整反应中的应用

采用大豆油研磨法制备了Ni/C-SiO_2系列催化剂,并用于CH_4-CO_2重整反应。通过XRD、TG-DTG、BET、H_2-TPR、CO_2-TPD等对催化剂进行了物理性能表征,利用固定床连续反应对催化剂进行了催化性能测试。结果表明,研磨法制得的催化剂前驱体在惰性气氛N2中煅烧后,催化剂上的镍元素全部转变成了Ni~0,实现了煅烧还原一步制备中孔Ni基催化剂。CH_4-CO_2重整反应后的催化剂上存在两种炭,一种是催化剂制备时残留的碳源炭,另一种是重整反应过程中产生的可致催化剂失活的积炭。考察了助剂CeO_2、ZrO_2、La_2O_3对催化剂性能的影响,结果表明,与Ni/C-SiO_2催化剂相比,Ni-CeO_2/C-SiO_2、Ni-ZrO_2/C-SiO_2、Ni-La_2O_3/C-SiO_2催化剂中Ni~0的粒径降低了,Ni-CeO_2/C-SiO_2、Ni-La_2O_3/C-SiO_2催化剂的反应活性提高了,反应后Ni-ZrO_2/C-SiO_2、Ni-La_2O_3/C-SiO_2催化剂上的积炭减少了。助剂La_2O_3不仅提高了催化剂活性,而且降低了催化剂上的积炭量,使用Ni-La_2O_3/C-SiO_2催化剂进行CH_4-CO_2重整反应,总碳转化率达到了52%。     

NH4HCO3水热处理对氧化铝孔结构与表面性质的影响

分别对硫酸铝-偏铝酸钠法制备氧化铝过程中形成的滤饼、水合氧化铝及氧化铝进行NH_4HCO_3水热处理,并应用XRD、FT-IR、SEM、N_2吸附-脱附、吡啶吸附-脱附等技术分析NH_4HCO_3水热处理对氧化铝孔结构与表面性质的影响。研究发现,不同阶段物料经NH_4HCO_3水热处理后可提高氧化铝的可几孔径及不同程度降低氧化铝表面总酸、弱酸、中强酸含量,并改变氧化铝表面羟基结构。其中,滤饼经NH_4HCO_3水热处理后制得的氧化铝与未处理氧化铝相比,可几孔径由5nm左右提高至8nm左右,孔容及比表面积略有降低,表面总酸量由0.47mmol/g降低至0.30mmol/g。不同阶段物料经NH_4HCO_3水热处理后都形成了微米级棒状氧化铝,由于微米级棒状氧化铝的生成从而影响氧化铝孔结构与表面性质。     

硫酸盐与正十六烷热化学还原生成H2S实验研究

稠油注汽热采过程中通常伴随着H_2S的产生,针对此现象,以稠油非含硫模型化合物正十六烷及4种金属盐(MgSO_4、Al_2(SO_4)_3、Na_2SO_4及CaSO_4)为研究对象,开展热模拟实验,对稠油热采过程中硫酸盐热化学还原(TSR)生成H_2S机理进行研究。实验表明:反应产物以烃类(C_1～C_5)、无机气体(H_2、CO_2、H_2S)、MgO以及噻吩类、硫醇和硫醚类物质为主;4种金属盐TSR生成H_2S量顺序为:Al_2(SO_4)_3CaSO_4MgSO_4Na_2SO_4;生成CO_2量顺序为:Al_2(SO_4)_3Na_2SO_4MgSO_4CaSO_4。原因在于金属阳离子电荷数越大自催化作用越强,产生H_2S越多;不同硫酸盐体系反应路径不同。推导了正十六烷与MgSO_4的TSR反应过程:包括质子化作用、热解反应、硫代硫酸盐向有机硫化物转化、H_2S自催化作用及硫化物热解和水解等反应,其中自催化作用是生成H_2S的主要途径。最后,通过计算得到正十六烷与MgSO_4的TSR反应活化能为61.498 kJ/mol。     

页岩中丙烷的降解特征及对页岩气组成的影响

为探讨高过成熟阶段页岩中小分子烃类的降解对页岩气组成的影响,选取了丙烷和页岩(取自四川盆地龙马溪组同一钻井、不同深度)开展不同系列的模拟实验。对C_3H_8、C_3H_8+页岩、C_3H_8+页岩+水在360℃、50 MPa条件下进行黄金管限定体系恒温热模拟实验,恒温时间包括72,216,360,720 h;同时为探讨更高演化程度条件下页岩中小分子烃类的降解特征,对C_3H_8、C_3H_8+页岩分别在400,450,500,550℃和50 MPa条件下恒温热模拟72 h。结果显示,360℃恒温实验条件下,C_3H_8+页岩体系中CH_4、C_2H_6生成量及CH_4/C_2H_6值比相应的C_3H_8对照实验高,且黏土矿物含量高的S1系列实验生成的CH_4、C_2H_6及CH_4/C_2H_6值基本较S2系列高。提高模拟实验温度后,丙烷的转化率显著提高,C_3H_8+页岩实验中的CH_4、C_2H_6产率均高于对照实验,且CH_4的产率高于C_2H_6。2个系列的模拟实验结果均说明黏土矿物能催化C_3H_8的裂解,且有利于CH_4的产生。含水体系中CH_4、C_2H_6生成量及CH_4/C_2H_6值比无水体系高,说明水能促进页岩中C_3H_8的裂解,且有利于CH_4的富集。页岩中黏土矿物和水对C_3H_8裂解的促进作用导致页岩气向干燥系数高的方向演化,页岩中小分子烃类的降解对高过成熟阶段页岩气的组成具有重要影响,在此过程中水分子起到重要作用,其对高过成熟页岩气资源的评价值得更多关注。     

新型合成固定相对天然气和模拟气组分的分析

对天然气和模拟气组分的分析,目前一般是采用3～4根色谱柱才可全部完成。为使天然气中惰性气体及模拟气中特殊气体有较好的分离,提高某些组分定量的准确性。减少繁琐的操作程序,我们实验对比了几种合成固定相,认为Chron osorb-102这种固定相较好。它的分离效能可代替以往的邻苯二甲酸二丁酯+β,β'-氧二丙腈和GDX-104柱。这样我们只采用两根柱子,两次进样,就可分析天然气和模拟气中的Ar、O_2、N_2、CH_4、CO、CO_2、C_2H_4、C|2H_6、H_2S、H_2O、C_3H_6、C_3H_8、iC_4H_(10)、丁烯-1+异丁烯、1,3-丁二烯、nC_4H_(10)、顺丁烯、iC_5H_(12)、nC_5H_(12)、C_6~+20个组分。若要分析He、H_2则需换载气另加一次进样。这样不但提高了工效,同时也由于Ar和O_2的分离,提高了氮含量定量的精度。     

供求信息

天然气分析仪天然气分析仪是测试分析天然气组分的一种自动化分析仪器。由辽宁省海城石油化工仪器厂、四川石油地质勘探开发研究院联合研制,该仪器符合BG/T.13610-92国家标准,能分析H_e、H_2、O_2、N_2、H_2S、CO_2、CH_4、C_2H_6、C_3H_8、iC_4H_(10)、nC_4H_(10)、iC_5H_(12)、nC_5H_(12)、C_6~+等十四种气体组分,是当前天然气分析的必备仪器。该仪器采用色谱技术分析系统,控温接口,超温报警与计算机组成,自动控制分析程序并自动打印出测试结果。     

用带切换装置的色谱体系对裂解气进行一次性分析

本文介绍一种带有切换装置的气相色谱体系,并提出了切换时间的计算方法。用此体系一次进样可同时定量分析石油裂解气中O_2、N_2、CO、CH_4、C_2H_6、C_2H_4、C_2H_2、C_3H_8、和C_3H_6等组份。分析迅速,装置简便,样品用量少,相对误差为1—2％。     

Optimal activated carbon for separation of CO2 from (H2 + CO2) gas mixture

Seven types of activated carbon were used to investigate the effect of their structure on separation of CO₂ from (H₂ + CO₂) gas mixture by the adsorption method at ambient temperature and higher pressures. The results showed that the limiting factors for separation of CO₂ from 53.6 mol% H₂ + 46.4 mol% CO₂ mixture and from 85.1 mol% H₂ + 14.9 mol% CO₂ mixture were different at 20 C and about 2 MPa. The best separation result could be achieved when the pore diameter of the activated carbon ranged from 0.77 to 1.20 nm, and the median particle size was about 2.07 lm for 53.6 mol% H₂ ? 46.4 mol% CO₂ mixture and 1.41 lm for 85.1 mol% H₂ + 14.9 mol% CO₂ mixture. The effect of specific area and pore diameter of activated carbon on separation CO₂ from 53.6 mol% H₂ ? 46.4 mol% CO₂ mixture was more significant than that from 85.1 mol% H₂ ? 14.9 mol% CO₂ mixture. CO₂ in the gas phase can be decreased from 46.4 mol% to 2.3 mol%–4.3 mol% with a two-stage separation process.     

储层孔隙介质单组分气体吸附理论模型研究

储层孔隙介质气体吸附理论模型的研究是以单组分气体吸附模型的研究为基础的。在对 9个化工领域常见的单组分气体吸附理论模型进行再研究的基础上 ,利用储层孔隙介质单组分气体等温吸附数据 ,采用Leven berg Marquardt非线性最小二乘法 ,针对每个模型进行回归拟合计算 ,得到每个模型的模型参数值 ,再将这些模型参数代回到该模型中进行吸附预测。获得的结果是 :单组分气体吸附WilsonVSM模型和FHVSM模型计算值比其它模型更接近实验数据。这表明空穴溶液模型在一定程度上反映了储层孔隙介质单组分气体吸附体系的吸附特征     

柴达木盆地西部坳陷区混源气判识

通过柴达木盆地西部坳陷区13个油气田的34个天然气样品组分和碳同位素值分析,运用天然气的甲烷、乙烷和丙烷碳同位素组成判识,柴达木盆地西部坳陷区天然气可划分为腐泥型原油伴生气,混合型原油伴生气,煤型气和混合成因气等4种类型混源气。西部坳陷区的大多数天然气属同源同阶的腐泥型原油伴生气、混合型原油伴生气或煤型气,由生物气或未熟混合型原油伴生气和低熟混合型原油伴生气复合而成的混合成因气仅分布于尕斯断陷亚区尕斯库勒油田浅层(上第三系),跃进二号西交点,以及油砂山油田和昆北断阶带乌南油田。     

济阳坳陷孤岛油田微生物降解原油伴生气成因特征

微生物降解原油伴生天然气中,既有遭受微生物降解后残余的组分,也可能有厌氧微生物降解原油后的产物。济阳坳陷孤岛油田降解原油伴生气组分及同位素组成特征表明,孤岛油田天然气由腐泥型母质生成,主要来自沙河街组三段烃源岩。由于微生物降解原油过程中产生的碳同位素组成偏轻、氢同位素组成偏重的次生生物成因甲烷的混入,使降解原油伴生气组分组成变干,甲烷碳、氢同位素组成呈反常的负相关分布。微生物对天然气中丙烷及正丁烷组分的降解,导致一些样品具有明显偏重的丙烷和正丁烷δ¹³C值。     

天然气吸附存储实验研究Ⅱ.少量丙烷和丁烷对活性炭存储能力的影响

分别实验测定了少量丙烷与少量丁烷对活性炭上天然气吸附存储能力的影响 ,并探讨了吸附剂的再生方法。甲烷中若含有 2 %丙烷 ,在 2 5℃、充气压力 3 5MPa、放气压力 0 1MPa条件下 ,经 35个充放气循环后有效存储能力下降了 2 7% ;若含有 1%的丁烷 ,则在同样条件下 ,经 30个充放气循环后有效存储能力下降了 2 6 %。并且常温下吸附剂都很难再生。 90 - 130℃条件下以氮气吹扫可以有效地脱除吸附的丙烷 ;但脱除吸附丁烷则需在 15 0 - 190℃温度下吹扫。     

天然气中微量组分对吸附剂性能的影响

考察了天然气吸附剂LXC对天然气中微量组分C2H6,C3H8,CO2,N2的吸附和脱附特性及其对CH4吸附能力的影响。实验结果表明,天然气吸附剂LXC吸附CH4,C2H6,C3H8的吸附量依次增大,滞留比依次减小,不可逆吸附性增强;CO2在吸附剂上的吸附量和滞留量较大;N2的可逆吸附与脱附性能较好;天然气中C2H6,C3H8,CO2均能导致吸附剂LXC吸附CH4的能力降低。在20℃、充气压力3.5M Pa、放气压力0.1M Pa的条件下,吸附剂LXC对配制的混合气体经12次连续吸脱附后,其吸附能力下降27.5%。     

基于双位Langmuir模型活性炭的CH_4吸附特征

较之于压缩天然气存储和液化天然气存储,天然气吸附存储(ANG)方式具有能显著降低储存压力和运行成本的优点,然而,要将测定的吸附量转化为绝对吸附量,需要采用合适的模型。为了准确预测活性炭上甲烷的总储存量,采用双位Langmuir模型描述并准确预测了甲烷在活性炭上的吸附行为,误差在5%以内;进而解释了温度介于283.15～323.15 K、压力介于0.1～14.0 MPa条件下,活性炭上甲烷吸附平衡的临界点。研究结果表明:①在过剩吸附量超过极大值后,不同温度下的吸附等温线将出现交叉现象,在交叉点后,温度越高过剩吸附量越大;②甲烷的吸附相体积和气相密度,随平衡温度和压力的变化而变化,随着温度的升高,体积密度项对于绝对吸附量的贡献逐渐减小;③在343.15 K和14 MPa以下,实际吸附甲烷量超过86.9%,游离甲烷相含量低于13.1%,游离甲烷相含量的贡献率随温度的升高而逐渐增大。结论认为,该模型能快速、准确地预测真实的甲烷存储量,可以为大型天然气吸附存储技术的研究和开发提供帮助。     

天然气吸附存储实验研究Ⅰ.少量乙烷对活性炭存储能力的影响

研究了甲烷、乙烷混合气 (乙烷含量 4 1 % )中 ,乙烷对活性炭吸附存储能力的影响。结果表明乙烷的影响很显著。在 2 5℃、充气压力 3 5MPa、放气压力 0 1MPa条件下 ,经 5 0个充放气循环后有效存储能力下降了 2 5 % ,但常温常压下用氮气吹扫可使吸附剂完全再生。     

小分子烷烃在TON沸石上吸附性能

 采用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法模拟计算了甲烷、乙烷和丙烷在TON沸石上的吸附等温线,计算结果与实验结果吻合较好。在此基础上,模拟了甲烷、乙烷和丙烷在TON中的吸附位、吸附能以及混合气体的吸附等温线。结果表明,3种短链烷烃在TON沸石的吸附位均在TON沸石的10-元氧环中。在273K时,丙烷在TON上的吸附能绝对值远大于甲烷和乙烷;在773K时,3种气体的吸附能绝对值相同。3种气体吸附能绝对值几乎均小于100 kJ/mol,说明它们在TON上的吸附是物理吸附。了解单组分气体以及混合气体在TON沸石上的吸附特性,对应用TON沸石分离气体的技术提供了有益参考。