费托合成水处理技术研究进展

费托合成水具有组分复杂、组分之间可形成共沸物、酸性强、COD高以及低碳醇含量高、难分离但利用价值高等特点。对费托合成水的处理方法进行了概述,对国内外有关费托合成水处理的专利技术进行了总结,并对费托合成水中副产物低碳醇分离技术(萃取精馏、共沸精馏、电渗析、渗透汽化等)的研究进展进行了综述,以期为高效、经济地处理费托合成水提供参考。     

高温固定流化床费托合成技术及其产物加工路线

与采用低温费托合成主产油品技术相比,产品更为多元化和高值化的高温费托合成技术在目前市场环境下显示出非常明显的优势。本文综述了高温费托合成技术的发展历程及其最新进展,重点介绍了高温费托合成过程中的核心问题,主要包括高温费托合成工艺、固定流化床反应器、费托合成催化剂;介绍了高温费托合成产物分布与特性,讨论了高温费托合成产物的加工路线,并对高温费托合成煤间接液化的工业应用前景和产业化方向进行了展望。结果表明：高温费托合成技术具有产物附加值高、兼顾油品和化学品、技术发展成熟等优势,产物中轻组分含量高、碳数分布较窄、高附加值的α-烯烃含量高;精细化、高端化、差异化加工是实现高温费托合成产物高值化利用的关键。     

煤间接液化产品结构的发展方向

介绍费托合成及煤间接液化产业的发展现状,重点分析可生产低碳烯烃和高附加值含氧化合物的高温铁基费托合成技术,可生产高品质润滑油基础油和高熔点费托蜡的低温铁基、钴基费托合成技术,可定向生成低碳烯烃或含氧化合物的新型费托合成技术如合成气直接制备低碳烯烃、低温水相费托合成等,指出煤间接液化的发展方向为发展产品结构向特种化学品倾斜的费托合成技术,成熟路线要以低温钴基为发展方向、低温为主、高温铁基为辅;新型技术要大力发展,开拓费托合成独有的特种产品结构,提高竞争能力并增强抵御石油市场波动的能力。     

费托合成水相中含氧化合物的分析和分离研究进展

费托合成是煤炭间接液化的核心反应,生成烃类产品的同时产生大量的反应水以及含氧有机物,包括醇、醛、酸、酮、酯等,对这些含氧有机物组分分析手段有气相色谱、气相色谱-质谱联用、离子色谱等;含氧有机物的分离回收无论是对间接液化技术的经济效益还是对环保都具有重要意义。该文综述了现有费托合成水相中含氧化合物的分析和分离研究,并指出了产品分析标准建立的迫切性和反应水分离工艺研究的重要性。     

费托合成渣蜡资源化利用研究进展

我国能源结构以煤炭为主,石油、天然气对外依存度逐年升高,为了缓解能源供需矛盾和保障国家能源安全,我国煤化工行业正面临着新的挑战与机遇。基于费托合成的煤炭间接液化技术是缓解石油资源紧张和促进煤炭资源清洁高效利用的有效方法之一。费托(F-T)合成浆态床反应器后过滤系统会产生大量的固体废弃物费托合成渣蜡,其中含有40%～60%石蜡,长期存放易蓄热自燃,是一种相对危险的固废。目前对于费托合成渣蜡的处理方式主要是将其掺烧或掩埋,造成了极大的资源浪费及安全隐患。介绍了费托合成浆态床技术,费托合成渣蜡的形成及存在问题等。综述了国内外对于费托合成渣蜡回收利用的研究进展,分析对比了离心法、表面活性剂法、过热蒸汽喷射法、超声波处理法、萃取和热解技术对于回收石蜡的优势与局限性,提出了采用多种分离技术耦合可以在减少石蜡化学结构破坏的基础上提高石蜡回收率的思路。回收石蜡后的废白土可作为建筑、陶瓷、橡胶填料等再利用,或再生为新鲜白土用作染料吸附和漂白剂等。对废弃渣蜡进行资源化利用和无害化处理既可以回收优质石蜡,又可以缓解资源紧缺及环境污染问题。开发操作简单、利用率高、不产生二次污染且具有一定经济效益的综合利用路线,是费托合成渣蜡资源化利用的有效途径和迫切需求。     

共沸精馏脱高温费托合成C_8馏分中的含氧化合物

在气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析出高温费托合成C_8馏分所有组分的基础上,以乙醇水溶液为溶剂,采用共沸精馏法对高温费托合成C_8馏分脱含氧化合物。采用PRO-Ⅱ选择NRTL热力学方法对分离过程进行模拟,建立了共沸精馏分离工艺流程,并考察了共沸剂水含量、理论塔板数、进料位置等工艺条件对共沸精馏塔分离结果的影响,得到了最优操作条件,然后采用实验室小型精馏塔对高温费托合成C_8馏分进行实验验证。结果表明,塔顶采出液中未检测出含氧化合物,塔釜采出液中1-辛烯含量小于0.1%(质量分数),模拟最优条件为:共沸剂水含量为14%(质量分数),溶剂比为1.2∶1,理论塔板数30块、进料位置为第17块。实验与模拟值吻合良好。     

分子蒸馏技术在费托合成蜡分切中的应用研究

介绍了费托合成产物及分子蒸馏技术的特点,费托合成产物具有正构烷烃含量高,不含硫、氮、芳烃的特点,是生产高级费托蜡产品的优质原料,但只通过传统的实沸点蒸馏、减压精馏等技术难以实现费托蜡的精细分切。分子蒸馏技术具有真空度高、物料受热时间短、受热温度低、分离程度高的优点,适合分离高沸点及热敏性物质。综述了分子蒸馏技术在费托蜡分切中的应用进展,并提出了我国费托蜡的发展建议。     

中温费托合成技术的工业应用

介绍了中科合成油技术公司的中温煤炭间接液化技术在神华宁夏煤业集团工业应用情况及存在的问题和解决措施。项目费托合成装置具有系列多、规模大、配置复杂的特点。在试车生产过程中,暴露出了汽提塔设计不合理,油水分离不完全、循环换热分离器分离效果差等制约装置稳定运行的技术问题。产品分析结果表明:合成中间产品主要由直链饱和烃和烯烃组成,主要碳数分布从C1到C80,甚至更高,同时还含有一定量的含氧有机化合物,如醇、醛、酸等。通过加氢处理生产的柴油品质优于用原油加工出来的柴油品质,但是其密度也达不到GB 19147-2013车用柴油的规定的标准,可作为调和组分销售。     

利用粉煤灰制备X型分子筛的研究进展

粉煤灰如何资源化利用已成为人们研究的热点,因其组成中含有大量的硅和铝成分,粉煤灰被开发用来制备高附加值的沸石产品.本文综述了X型分子筛的特点与应用情况,介绍了合成原理.总结了利用粉煤灰合成NaX型分子筛的传统方法和新工艺,如水热合成法,碱熔融法,碱熔-脱硅法等.分析了沸石合成过程中的影响因素,主要包括粉煤灰组成、加碱煅烧、反应配比、晶化时间和温度.探讨了未来研究的方向,上述分析为今后应用粉煤灰合成X型分子筛提供理论依据.     

煤基高温费托合成技术进展

介绍了煤基高温费托合成的典型工艺路线及技术特点。综述了煤基高温费托合成的发展历程和最新进展。介绍了熔铁、沉淀铁和负载型铁系高温费托合成催化剂及失活规律。讨论了煤基高温费托合成汽柴油、含氧有机物、α-烯烃的加工路线。分析了煤基高温费托合成技术的经济性,对我国发展煤基高温费托合成技术进行了展望。     

生物油组分分离与化学品提取的研究进展

生物质在高温无氧条件下热解可以生成富含高附加值化学品和燃油成分的生物油。有效分离技术和高效提取手段的发展是生物油质量提升的关键。基于此,本文在介绍生物油性质与生物质快速热解工艺的同时,对目前国内外的生物油分离技术如蒸馏、液-液萃取、柱色谱、超临界萃取、膜分离等进行了较为详细的分析和评述。常规蒸馏和溶剂萃取等技术,工艺成熟、操作简单,但存在生物油的热敏性差、萃取剂回收难度大和污染严重等问题;分子蒸馏技术分离过程安全环保,但工艺复杂,设备成本高;超临界萃取和膜分离等技术安全环保,技术成熟,具有较大的潜力。文章还综述了目前生物油中具有高附加值的组分和单一化学品的分离提取研究进展,为生物油的有效分离和高效利用提供了理论参考,也为未来生物油分离技术的发展提供了研发方向。     

Fischer–Tropsch synthesis with promoted iron catalyst: Reaction pathways for acetic acid, glycol, 2-ethoxyethanol and 1,2-diethoxyethane

Reaction pathways for oxygenates, acetic acid, ethylene glycol (EG), 2-ethoxyethanol (2-EE) and 1,2-diethoxyethane (1,2-DEE) added during Fischer–Tropsch synthesis (FTS) over a doubly promoted fused iron catalysts were studied. The addition of acetic acid, EG and 2-EE affected only slightly the CO conversion but resulted in a significant reduction in H₂ conversion while addition of 1,2-DEE results in slight increase in both H₂ and CO conversion. Addition of these oxygenates caused a large decrease in the alkene ratio for C₂ hydrocarbons as compared to an increase for the C₃ and C₄ hydrocarbons suggesting a direct formation pathway of ethane from added oxygenate molecules. The 1-alkene/2-alkene fraction was found to increase significantly when these oxygenates were added and then return to the original value once the addition is terminated, indicating inhibition of secondary reactions of 1-alkene by added oxygenates. Added acetic acid reversibly increased the CO₂ production rate while EG, 2-EE and 1,2-DEE reversibly decreased the CO₂ selectivity. Addition of these oxygenates reduced the production rate of methane. Addition of acetic acid and 1,2-DEE decreased methanol selectivity significantly while added EG results in a significant increase in methanol production. In the case of 2-EE addition, methanol selectivity was nearly constant. Reaction of acetic acid during FTS was found to produce products such as ethyl butanoate, ethylene glycol and its ether, 1,2-diethoxyethane, which are not generally observed in the normal FTS product spectrum. Addition of EG results in a significant increase in the production rate of 1,2-DEE only and no measurable amount of 2-EE was found. While addition of 2-EE caused a significant increase in the production rate of glycol, the addition of 1,2-DEE indicated a significant increase in 2-EE production rate without any measurable change in EG selectivity. The results suggest that acetic acid undergoes some CC bond rupture while 2-EE and 1,2-DEE undergoes cleavage of the ether linkage (COC bond). On the contrary, EG undergoes fast and equally probable COC chain growth in both terminal positions. The results indicate that neither of these oxygenates is a significant intermediate in FTS with an iron catalyst. Product distribution in most of the oxygenate compounds are consistent with hydrogenation of the added oxygenate to acetaldehyde and/or ethanol as primary products followed by secondary reaction of these two primary oxygenate products.     

Slurry-Phase Fischer–Tropsch Synthesis Using Co/γ-Al2O3, Co/SiO2 and Co/TiO2: Effect of Support on Catalyst Aggregation

The catalytic performance of Co/γ-Al₂O₃, Co/SiO₂ and Co/TiO₂ catalysts has been investigated in a slurry-phase Fischer–Tropsch Synthesis (FTS). Although Co/SiO₂ catalyst shows higher CO conversion than the other catalysts, the intrinsic activity is much higher on Co/TiO₂ due to large pore size and low deactivation of large cobalt particles by reoxidation mechanism. Co/γ-Al₂O₃ catalyst confirms low formation rate of oxygenates and C₅₊ selectivity because of deactivation of catalyst due to catalyst aggregation and reoxidation by the in situ generated water during the FTS reaction. Long-chain hydrocarbons such as wax formed during FTS reaction generally contains water and trace amount of oxygenate which are conducive to the formation of a macro-emulsion of wax products. Formation of such macro-emulsion on the catalyst suggests that the presence of proper amount of alcohol content derived FTS reaction on large pore of catalyst inhibits the catalyst aggregation. The intrinsic activity (turn-over frequency; TOF) of cobalt-based catalysts, in a slurry-phase FTS reaction, is affected by the average pore size of catalyst, cobalt particle size, degree of reduction of cobalt species and possible reoxidation by in situ generated water.     

碳中和背景下现代煤化工技术路径探索

从源头减碳、过程控碳、末端碳捕集封存和碳资源高附加值利用四个方面,分析了现代煤化工产业低碳发展的技术路径、对降低碳排放的效果以及未来应用前景。文中指出：源头减碳技术路径包括原料结构调整和能源结构调整,引入富氢和绿氢资源与煤炭进行碳氢互补,提高煤炭利用效率,并通过气代煤、电代煤,尤其利用弃风、弃电,可显著降低碳排放和工艺生产成本;过程控碳技术路径包括节能提效和开发革新技术,依靠现代煤化工技术进步,突破传统工艺瓶颈,是当前企业易于实施、应用较多的节能减排方式;末端碳捕集封存技术路径包括地质深层掩埋、驱油、强化深部咸水开采等,将工艺过程产生的高浓度CO₂通过低成本捕集,有效提高油气采收率,并为水资源匮乏地区提供额外供水;碳资源高附加值利用技术路径主要包括CO₂化学转化制高附加值及大宗化学品,国内正加快CO₂制低碳烯烃、芳烃、甲醇、碳酸酯的技术研发与示范应用,努力将CO₂从化石能源利用的终结排放者转化为碳循环利用的参与者,发展碳循环经济,减少碳排放。最后提出：未来将现代煤化工融入能源系统的大格局统筹考虑,推...     

三元复合驱采出水处理研究进展

随着三元复合驱采油技术在油田的广泛应用,三元复合驱采出水产量不断增加。三元复合驱采出水水质复杂,具有矿化度高、黏度大、含油乳化程度高、小油滴含量高、油水分离困难等特点,对油田生产和环境的影响日益严重。因此,开展三元复合驱采出水高效处理方法的研究成为一项重要的任务。本文分析了影响三元复合驱采出水油水分离特性的各种因素,介绍了目前国内应用于三元采出水处理的先进技术,如膜分离法、气浮选分离法、高级氧化法、微生物法等,阐述了这些处理技术的优势及存在的问题,重点介绍了气浮选分离法和微生物法在三元采出水处理中的应用情况,并对大庆油田三元复合驱采出水现场处理工艺进行了介绍,最后对今后的研究工作提出了一些展望。     

Low-temperature conversion of methane to oxygenates by supported metal catalysts:From nanoparticles to single atoms

Direct cost-effective conversion of abundant methane to high value-added oxygenates (methanol,formic acid,acetic acid,etc.) under mild conditions is prospective for optimizing the structure of energy resources.However,the C-H bond of products is more reactive than that of high thermodynamic stable methane.Exploring an appropriate approach to eliminate the "seesaw effect" between methane conver-sion and oxygenate selectivity is significant.In this review,we briefly summarize the research progress in the past decade on low-temperature direct conversion of methane to oxygenates in gas-solid-liquid phase over various transition metal (Fe,Cu,Rh,Pd,AuPd,etc.) based nanoparticle or single-atom catalyst.Furthermore,the prospects of catalyst design and catalysis process are also discussed.     

膜分离技术用于废水中金属的分离和回收

废水中的金属元素是污染环境的主要因素之一,对废水中的金属元素进行分离回收可以充分利用资源,减少污染。通过膜分离技术进行二次金属资源的回收和水的回用处理已有大量研究,并在工程实践中获得效益。综述了几种常见的膜分离技术,分析了各种技术在金属分离及回收中的适用条件和局限性,并对膜分离技术在金属废水资源化中的应用前景及发展进行了展望。     

微气泡旋流气浮装置处理大庆油田含聚污水

大庆油田开发后期进入三次采油阶段,存在受来水水质变化造成的处理效果和效率不高的问题。将水力旋流与气浮选分离有机结合起来,并将两项水处理技术放置在同一容器内,实现先旋流后气浮的油水分离过程,具有停留时间短、占地面积小等特点,大大提高了聚驱采出水的处理效果和效率,同时通过试验确定该处理设备的设计结构及运行操作参数,为今后的推广应用提供参考。     

Manipulating metal-support interactions of metal catalysts for Fischer-Tropsch synthesis

For supported metal catalyst systems,the impact on catalysis originates from the interaction between metal nanoparticles and their support.Metal-support interactions (MSI) can change electronic properties,geometric morphologies,or chemical compositions of metal nanoparticles to make active sites have specific properties and catalytic activities.Fischer-Tropsch synthesis (FTS) is one of the most effective ways to convert cheap non-petroleum-based carbon sources into high value-added chemicals or ultra-clean liquid fuels.In this review,we summarize and classify the impact of MSI on the catalytic activity,selectivity and stability of FTS catalysts.The strategies to tune MSI are introduced in detail,and the recent development of high-efficiency FTS catalysts through the manipulation of SMI strategies has been high-lighted.It is emphasized that the active metal sites,which are endowed with special functions by MSI,can change the strength of adsorption bond of adsorbates,consequently controlling the product distribution.     

煤制气废水处理技术研究进展

介绍了煤制气废水的产生、水质特点,其治理难题表现在：水质复杂、难降解有机物含量高和毒性大。从煤制气废水治理技术的物化预处理、生物处理和深度处理三方面综述了国内外有关煤制气废水处理技术的研究现状、发展趋势及工程应用情况,并着重分析各处理技术的优缺点和在应用中存在的问题,即蒸氨和脱酚工艺的优化、发挥厌氧工艺的作用、废水生物脱氮过程的抑制、高级氧化和膜分离技术的应用。展望了煤制气废水处理技术的未来研究方向,指出物化和生物处理技术的优化组合是煤制气废水处理技术的必然发展趋势,为解决煤制气产业发展的废水治理瓶颈提供借鉴和参考。