注蒸汽开发后油藏火驱原位制氢可行性

针对注蒸汽开发后油藏中火驱原位制氢技术的可行性问题,通过燃烧管实验,开展了含水饱和度对稠油原位制氢效果的影响研究。结果表明：水的存在增强了对流传热效应,为碳氢化合物中C—C和C—H的断裂提供了高温环境;并促进了稠油水热裂解、焦炭气化、水汽变换等可逆反应向制氢方向移动,提高了制氢效果。在含水饱和度为24.58%时,温度最高达715.1℃,氢气体积分数最高为1.03%。研究结果验证了注蒸汽开发后稠油油藏火驱原位制氢的可行性,该研究对提高稠油火驱原位制氢效果具有重要参考价值。     

催化剂对超临界水中生物质气化制氢的影响

生物质气化过程十分复杂,中间产物很多。温度是影响超临界生物质气化的主要因素,温度的升高,有利于葡萄糖及其中间产物的分解转化,可有效地提高氢气在气相产物中的含量。添加4种碱式催化剂,可以控制反应向有利的方向进行,提高气相产物中氢气的体积分数,在较低的温度下得到氢气含量较高的混合气体,并抑制一氧化碳的生成。     

超临界水生物质气化制氢的研究进展

回顾了国内外超临界水生物质气化(SCWG)制氢的研究进展。生物质在超临界水条件下能够转化为氢气,主要优点是湿生物质不必干燥就可以进行相关反应且氢气是高压下直接生成的,意味着所需的反应器容积较小且用来压缩产气的能量较少。用来加热大量水的能量可以通过热交换器回收,提高系统的能量效率。各参数如温度、压力、催化剂活性和生物质/水比等因素的影响被讨论。     

双氧水对超临界水中褐煤制氢过程的影响

采用连续式超临界水反应装置,以质量分数为20%的水煤浆为反应原料,考察了氧化剂H2O2对褐煤制氢过程的影响。结果表明,以H2O2为氧化剂,在一定范围内可提高褐煤制氢过程的碳气化率和氢气产率,减少焦油产量,在一定程度上可实现系统内部供热。在反应温度600 ℃、反应压力25 MPa的条件下,n（O）/n（C）为0.3时,气相中H2体积分数及其产率均达到最高值。     

石油焦水蒸气气化反应的实验研究

在固定床气化反应器中,考察了石油焦粒径、水蒸气流量、温度、压力和氧气量对石油焦水蒸气气化反应的影响。结果表明,当石油焦粒径小于380 μm、水蒸气流量高于0.85 g/min时,基本消除了内外扩散对石油焦水蒸气气化反应的影响;在消除内外扩散影响的前提下,随着反应温度和压力的升高,石油焦气化反应速率呈现增加的趋势,其中温度对石油焦气化反应速率的影响更大,气化产物中H2含量逐渐降低,CO含量逐渐增加。反应系统中氧气的加入,不仅与石油焦发生燃烧反应放出热量,还与生成的H2和CO发生反应。因此,必须合理优化反应条件和开发配套反应设备,以保证气化反应快速高效地进行。     

可再生生物质资源制氢技术的研究进展

综述了生物质资源(生物质和生物油)制氢技术的研究进展。生物质制氢主要包括:生物质气化、快速裂解、超临界水气化和催化裂解/气化。生物质气化得到氢气含量较高的混合气体,工艺流程简单,但气化效率低;生物质快速裂解除产生氢气混合气体外,主要得到较多的液相产物即生物油,生物油可催化重整制氢,还可从中提取有价值的化学品;超临界水气化过程中气体是主要产物,但温度和压力高,对设备要求苛刻;催化裂解/气化可得到富氢气体,但产生很多成分复杂的焦油。针对生物油重整过程中温度高、催化剂失活严重等问题,最近开发了电催化水蒸气重整生物油制氢的装置及方法。与非电催化重整相比,电催化重整在400～600℃就能得到很高的氢产率和碳转化率。     

车载等离子体重整二甲醚制氢系统性能提高途径

应用自制的车载等离子体富氢气体制备装置和二甲醚（DME）部分氧化重整制氢实验测量系统,进行了利用排气余热提高该反应氢产率的研究。考察了反应温度、空/醚体积比(V_A/V_D)和Fe基催化剂对系统性能的影响。结果表明,随着反应温度的升高,DME部分氧化重整制氢反应的DME转化率逐渐升高,H₂产率先增大后减小,650℃时达最大值20.3%;温度保持为600℃时,随着V_A/V_D的增加,氢产率先增加后减小,在V_A/V_D =3.0时,H₂产率取得最高值22.2%;提高温度可降低对过量空气的依赖,但高温下H₂选择性小于常温下的;温度超过500℃后,以活性炭为载体的Fe基催化剂能够显著提高部分氧化的反应速率,从而提高H₂产率和DME转化率。利用发动机排气废热可以提高制氢系统的综合性能,但反应温度不宜超过650℃。     

全馏分高温煤焦油悬浮床加氢裂化中试试验

采用150 kg/d悬浮床加氢裂化中试装置,以全馏分高温煤焦油为原料,考察了反应温度、反应质量空速及反应压力对煤焦油加氢裂化反应性能及产物分布的影响。结果表明：升高反应温度和降低反应质量空速,均可以促进煤焦油中重油和沥青质的深度转化,气体和焦炭收率增加,重油收率降低,但过高的反应温度会降低轻油馏分收率;提高反应压力可以抑制气体和焦炭的生成,促进沥青质的加氢转化,保证了较高的轻油收率。在反应温度为465℃,反应压力为22 MPa,反应质量空速为0.5 h-1,氢气/原料油（体积质量比,L/kg）为1 500的最佳条件下,重油和沥青质的转化率分别达到26.05%和62.95%,轻油收率为77.42%,气体和焦炭收率为17.28%。     

加压流化床反应器中煤焦化学链气化实验与数值模拟研究

采用CPFD模拟和实验相结合的方法,研究了0.1～0.5 MPa压力条件下,鄂尔多斯烟煤焦和Fe2O3/Al2O3载氧体(OC)的流动特性及气化反应行为。结果表明,颗粒体积分数是影响加压下煤气化速率和合成气品质的关键因素,当颗粒体积分数在1.0%～2.8%区间、操作压力从0.1 MPa加压至0.3 MPa时,煤焦气化速率增长2.7倍,合成气摩尔分数由72%增长至78%。操作压力及颗粒流态的改变对水煤气变换反应速率无显著影响,通过煤焦气化反应和载氧体还原反应的耦合可实现合成气组分比例的调控。XRD表征显示Fe基载氧体各还原态组分分布与模拟结果一致。操作压力升至0.3 MPa,载氧体还原反应速率的增幅减小,释氧量增大50.18%;继续升压至0.5 MPa,显著促进了载氧体还原反应速率的增加,但释氧量仅增加3.92%。     

劣质重油脱碳改质接触剂上焦炭气化反应规律

采用微型固定床反应器,研究了劣质重油流化脱碳改质接触剂上焦炭与O₂、H₂O(g)和O₂+H₂O(g)混合气的气化反应,考察了反应温度、气化剂组成、反应时间对气体产物组成以及焦炭转化率的影响。结果表明,采用O₂为气化剂时,焦炭气化反应的主要产物CO与CO₂的摩尔比(n(CO)/n(CO₂))随反应温度提高先升高后降低。采用H₂O(g)为气化剂时,焦炭气化产物主要由H₂、CO、CO₂及微量CH4组成;在1025~1149 K范围,反应温度对气化产物组成的影响较小,反应温度1025 K、反应时间多于25 min时,气体产物中CO+H₂的体积分数在87%以上,反应温度高于1049 K时,焦炭转化率明显提高。采用O₂-H₂O(g)混合气作为气化剂,且气化剂中O₂体积分数较低时,焦炭气化反应产物组成与采用H2O(g)作为气化剂时的类似,但随着O₂体积分数增加,产物中H2体积分数大幅下降;气化剂中O₂体积分数大于10%时,产物中H₂体积分数几乎为零,产物组成与采用O2作为气化剂时的类似;焦炭转化率随着O₂体积分数和反应温度的升高而增加。     

Ca(OH)2对渭化次烟煤及其热解半焦气化性能的影响

以渭化次烟煤为研究对象,在加压固定床中研究了水蒸气气氛下Ca(OH)2对次烟煤及其热解半焦气化性能的影响。结果表明,Ca(OH)2能够显著提高次烟煤及其热解半焦的气化性能,且对低温热解半焦的催化性能更好。红外光谱分析表明,钙是通过较强的静电作用、氢键作用均匀分散到次烟煤及热解半焦表面的。随着反应温度升高和Ca(OH)2添加量增加,热解半焦的碳转化率显著提高,但Ca(OH)2添加量存在一个饱和值。压力升高对热解半焦的气化性能影响不大,但可显著提高Ca(OH)2的催化气化性能。将钙基碳酸化反应与气化反应耦合,可以提高热解半焦的转化率及H2产量。增加Ca(OH)2的循环反应次数,热解半焦的碳转化率略有降低。     

丙烯环氧化过程中甲醇溶剂的加氢处理研究

通过考察工艺条件对丙烯环氧化过程中使用的甲醇溶剂加氢精制反应的影响,得到加氢精制后甲醇中不同杂质的质量分数随工艺条件的变化规律。结果表明：在合适的操作条件下,甲醇溶液中的醛类、双氧水和硝基化合物可以通过加氢精制完全去除,丙酮的去除率可达到90％以上,缩醛酮只有在较高的反应温度下才会发生部分转化,丙二醇单甲醚类杂质不发生加氢反应。Ni基催化剂可有效促进双氧水的热分解反应。含有双氧水的甲醇溶液加氢后,未在排放的尾气中发现氧气生成,表明双氧水和氢气可能通过在催化剂表面生成的吸附产物Ni0OH和Ni0H直接生成水,也可能通过氧气在催化剂表面上生成Ni0O,再与Ni0H反应生成水。     

中低温油藏空气驱过程中ClO_2加速原油氧化实验

为了保证中低温油藏中空气驱油应用安全性,利用室内高压反应装置对中低温条件下氧气和原油的加速氧化反应进行了研究,并考察了含水饱和度对反应的影响。研究表明,稳定态ClO_2水溶液可以催化加速原油与空气的氧化反应,以降低出口端残余的氧气浓度。在压力12 MPa、温度45℃下,相比无催化剂条件下的氧化反应,加入催化剂氧化48 h后的氧气浓度大幅降至6%、CO_2浓度大幅增至7.6%,这能保证空气驱在中低温油藏的应用安全性。此外,原油中的胶质沥青质含量从10.5%降至6%,芳香烃含量从24%降至20%,饱和烃成分含量从63.8%增至68%。该催化剂适合含水饱和度较低(60%)时的催化氧化加速,而对高含水饱和度条件的催化加速效果较差。实验结果为中低温油藏空气驱的安全应用提供了一种新的技术支撑。图6表2参15     

石脑油脱硫剂使用效果评价

中国石油辽阳石化公司采用固定床脱硫装置生产清洁石脑油.分析可知,除自身性能决定脱硫剂使用寿命外,反应温度和原料含水量也是影响脱硫效果的主要因素.结果表明,装置采用SY -1脱硫剂,在反应温度为40℃,液体体积空速为8.0h-1的条件下,随着原料中含水质量分数的增加,脱硫剂床层的径向抗压强度衰减增大,使用寿命缩短,但出口试样硫化氢体积分数可满足工艺要求.当原料中含水质量分数为150×10-6时,随着反应温度的升高,脱硫剂的使用寿命缩短,径向抗压强度衰减递增.     

基于静态实验的稠油低温氧化影响因素评价

为了提高稠油火驱高温氧化的持续性,获得稠油氧化内在反应机制,保障燃烧顺利启动,对辽河油田某火驱试验区稠油油样进行静态反应釜低温氧化实验,研究了原油组分、温度、压力和含水饱和度等对低温氧化反应的影响,并用灰色关联法对氧化影响因素进行了评价。结果表明,原油中饱和烃和芳香烃的含量较高时,有利于原油低温氧化反应进行;随着温度上升,稠油低温氧化速率提高,尤其在170℃之后,增速明显增大;氧气分压升高,在相同的接触面积上有利于稠油低温氧化反应的进行;随着含水饱和度的增大,氧化反应程度呈下降趋势。用关联分析法对稠油低温氧化影响因素的排序表明,温度是影响低温氧化反应的首要因素。     

石油焦水蒸气催化气化反应特性

采用金属硝酸盐为催化剂,研究石油焦与水蒸气催化气化反应特性。考察了NaNO3、KNO3、Ca(NO3)2、Mg(NO3)2、Fe(NO3)3对石油焦水蒸气气化反应的催化效果,在消除内外扩散影响的前提下,探讨了温度、压力和O2量对石油焦水蒸气催化气化反应特性的影响。结果表明,催化剂的加入可明显提高气化反应速率,对石油焦水蒸气气化反应的催化活性从大到小的催化剂顺序为NaNO3、KNO3、Ca(NO3)2、Mg(NO3)2、Fe(NO3)3;随着反应温度和压力的升高,石油焦水蒸气气化反应速率均呈现增加的趋势,催化气化比非催化气化初始反应温度降低约200℃;石油焦与水蒸气-O2的共气化反应中,O2会与生成的H2和CO等气体反应,影响合成气组成。     

连续重整再接触工艺过程模拟

应用HYSYS软件对连续重整再接触工艺过程进行了模拟计算。结果表明,与实际生产相比,产品产量和关键物性的模拟值与实际值相对误差不大于4%;当2#再接触罐温度下降时,重整氢气中含氢量、汽油和液化气产量均上升,C5体积分数下降;当再接触温度为-15℃时,系统单位时间经济效益最优;2#再接触罐压力提高后,虽然重整氢增压机二级功率增加,但有利于提高重整汽油、液化气产量和氢气纯度。     

基于FDC2214的原油含水体积分数测量系统

针对现有原油含水体积分数测量方法中存在的问题,设计了电容法原油含水体积分数测量系统。该系统根据平行板电容器的测量原理,通过使用FDC2214配合对臂式电极结构,在研究试验中进行了原油含水体积分数的实时测量。研究结果表明：FDC2214传感器测量含水体积分数的方法可以满足原油含水体积分数实时在线测量的需要,利用介电常数与含水体积分数之间的对数模型,加入温度补偿模型,减少温度对介电常数的影响,最后得到较好的拟合公式以测量原油的含水体积分数;在实际应用过程中应尽量使用管径较小的油管,减小边缘效应对测量结果的影响;该测量系统可对噪声和干扰进行高度抑制。所得结论可为实时掌握石油产量和预测石油开采时机提供数据支撑。     

干气制氢装置PSA氢气回收率偏低的原因分析及对策

分析海南炼化6×104m3/h干气制氢装置PSA解析气量大、氢气含量偏高、氢气压力波动、转化炉炉膛超温和正压等问题的原因。在线对装置局部检修,分别实施了PSA程序升级、均压阀增加限流垫片、部分程控阀修复及更换、吸附塔顶部分子筛撇头等措施。运行结果表明:PSA氢气回收率(体积分数)由73.25%提高至86.6%,解析气中氢气含量(体积分数)由44.95%降至27.77%,可多回收氢气5 635.07 t/a。     

氧化物负载纳米金催化葡萄糖选择氧化

通过溶胶-固载法制备了不同氧化物负载的纳米金催化剂,并用于催化葡萄糖选择氧化。系统考察了pH值、反应温度、氧气体积分数、载体等对葡萄糖氧化的影响。结果表明：提高pH值、反应温度和氧气体积分数都有利于促进葡萄糖氧化反应进行;但过高的pH值及反应温度会导致副反应发生,降低葡萄糖酸的选择性;此外,对于不同氧化物负载的纳米金催化剂,结合ICP、BET、In situ DRIFT和TEM等表征可知,除了金纳米粒子尺寸,纳米金与载体间强相互作用也对葡萄糖选择氧化反应活性起重要影响。