氨基改性MIL-101(Cr)用于CH4/CO2吸附分离的研究

采用浸渍法合成氨基改性金属有机骨架材料MIL-101(Cr),并用XRD、N2吸附和脱附、FT-IR和TG等表征手段考察材料的结构和性能,测试氨基改性MIL-101(Cr)吸附剂在101.3kPa、25℃下的CO2、CH4吸附量。结果表明,氨基改性后的MIL-101(Cr)与CO2作用力显著增强,提高了CO2吸附量和CO2/CH4分离性能。 PEI/MIL-101(Cr)质量比为70的MIL-101-PEI-70吸附剂的CO2吸附量由50.55cm3/g增加到89.43cm3/g,提升76%,而CH4吸附量由10.62cm3/g下降为5.91cm3/g,降低44%,用理想吸附溶液理论预测其CH4/CO2吸附选择性由11增加到255。吸附CO2后的吸附剂可在80℃、真空下再生,脱附条件温和。     

氨基改性MIL-101(Cr)用于CH_4/CO_2吸附分离的研究

采用浸渍法合成氨基改性金属有机骨架材料MIL-101(Cr),并用XRD、N2吸附和脱附、FT-IR和TG等表征手段考察材料的结构和性能,测试氨基改性MIL-101(Cr)吸附剂在101.3k Pa、25℃下的CO2、CH4吸附量。结果表明,氨基改性后的MIL-101(Cr)与CO2作用力显著增强,提高了CO2吸附量和CO2/CH4分离性能。PEI/MIL-101(Cr)质量比为70的MIL-101-PEI-70吸附剂的CO2吸附量由50.55cm3/g增加到89.43cm3/g,提升76%,而CH4吸附量由10.62cm3/g下降为5.91cm3/g,降低44%,用理想吸附溶液理论预测其CH4/CO2吸附选择性由11增加到255。吸附CO2后的吸附剂可在80℃、真空下再生,脱附条件温和。     

金属有机骨架材料MIL-100(Fe)的一氧化碳吸附性能

采用水热法合成金属有机骨架材料MIL-100(Fe),并用XRD和氮气吸附方法考察了材料的晶体结构和比表面积,测试了材料在不同活化条件下的CO吸附容量。结果表明,活化后MIL-100(Fe)与不饱和气体分子CO作用力显著增强,250℃活化12h后,0.1MPa下样品的常温CO吸附量可达30.1cm3/g,而同条件下的N2吸附量只有3.9cm3/g,具有良好的CO/N2吸附分离性能。     

低渗透油藏CO2驱封窜用CO2/N2响应性纳米分散体系的研制

针对低渗透油藏CO2驱波及效率低和气窜的问题,合成一种CO2/N2响应性纳米SiO2来控制气窜指进,增加CO2驱的波及范围;利用红外光谱、热重分析等方法对合成的CO2/N2响应性纳米SiO2进行表征研究,在分散条件下对其进行粒径分析、响应性、吸附量、分散稳定性等系统研究,并采用岩心流动装置对CO2/N2响应性纳米SiO...     

氨基改性吸附剂在低CO2分压下吸附CO2的热力学研究

为了减少温室效应,应采取有效措施减少温室气体CO2的排放。氨基改性吸附剂是捕获烟道气中CO2的重要吸附材料。建立了描述氨基改性MCM-41吸附剂在低CO2压力下吸附等温线的平衡模型,并计算了吸附热力学参数。该模型基于Dual-site Langmuir模型,同时假设CO2吸附具有两种独立的吸附机理,分别是氨基基团的化学吸附和吸附剂表面的物理吸附,提出了一种基于未改性介孔材料吸附容量和比表面积计算改性材料的物理吸附量方法。结果表明,该模型能较好地拟合吸附等温线,计算得到的物理化学吸附热分别为-25.4kJ/mol和-41.9kJ/mol,总吸附热为-67.3kJ/mol,与实验数据一致,且氨基改性MCM-41-TEPA饱和吸附容量可达到7.79mmol/g。     

吸附性气体对煤岩基质变形和渗透率的影响

为了研究吸附性气体对煤岩基质变形和渗透率的影响,利用CT扫描技术刻画了煤岩吸附CO2后煤岩裂隙空间尺寸的展布特征;采用煤层气吸附/解吸系统,测试了CO2、N2和CH4的吸附/解吸参数;基于煤岩三轴渗流测试系统,测试了不同应力条件下气体渗流特征.研究结果表明:基于CT图像直接观察了煤岩吸附CO2后煤岩裂隙受到基质膨胀而压...     

基于竞争吸附的页岩气藏提高采收率机理

为研究注CO2提高页岩气藏采收率的机理以及确定合理的注入参数,以页岩吸附解吸实验为基础,对比了页岩自然降压开采和在不同注入压力、注入速率下注CO2开采页岩气藏的实验结果,研究了降压开采和注CO2开采2种方式下CH4的采气速率和采收率的变化.结果表明,在相同实验条件下,CO2吸附能力最强,CH4次之,N2最弱,N2解吸能...     

CO2／CH4／N2在SAPO-17上的吸附分离性能研究

使用水热合成法,在473K下晶化96h合成了SAPO-17,通过XRD、SEM等表征手段对分子筛的结构和形貌进行了分析。此外,对273K和300K温度下单组分等温吸附曲线进行了分析。首次使用SAPO-17分子筛对CO2／CH4／N2体系进行吸附分离性能研究,根据吸附等温线求解了亨利常数。结果表明,CO2和分子筛的相互作用要远远强于CH4以及N2与分子筛的相互作用,SAPO-17分子筛能够有效地分离CO2／CH4和CO2／N2。     

注CO2开采煤层气产能预测及影响因素分析

在对注CO2开采煤层气过程所涉及的双组分气体吸附/解吸,扩散和运移等理论调研的基础上,考虑有效应力、气体吸附/解吸对煤层渗透率影响,建立了描述注CO2开采煤层气生产过程的数学模型,研究了注CO2条件下煤层气的储集、扩散和运移机理.运用数值模拟方法,分析了初始孔隙度、泊松比、杨氏模量等储层物性参数对储层渗透率变化的影响,研究了注CO2开采煤层气生产过程中CH4产量及CO2注入量的变化规律.结果表明:储层渗透率变化受孔隙压力降低、CH4解吸、CO2吸附3个因素共同作用;储层压力一定时,游离气中CO2摩尔分数越大,储层渗透率越低;同时明确了注产井间距、煤层初始渗透率和煤层温度等因素对产能的影响规律,可为现场生产提供理论借鉴.     

微波辐射羧甲基纤维素接枝2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸制备高吸水性树脂

以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂、过硫酸氨(APS)为引发剂,采用微波辐射法在羧甲基纤维素钠(CMC)上接枝2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)合成了耐盐高吸水性树脂P(AMPS/CMC);考察了微波功率(P)、辐射时间(t)、CMC用量、NMBA用量、APS用量、AMPS的中和度(N)对树脂吸水倍率的影响;采用FTIR,SEM,TG等手段对树脂进行了表征。实验结果表明,在最佳合成条件(m(NMBA)∶m(APS)∶m(CMC)∶m(AMPS)=0.5∶2∶5∶100,P=195W,t=3.15 min,N(AMPS)=45%,w(CMC+AMPS)=30%)下合成的P(AMPS/CMC),在离子强度为0.154 mol/L的NaCl,CaCl2,AlCl3溶液和去离子水中的吸水倍率分别为126,63,20,1 345 g/g。该树脂具有较好的层状结构和热稳定性(主分解温度在250℃以上),CMC的加入有利于提高树脂的热稳定性和耐盐性能。     

改性硅胶吸附剂用于CO_2/CH_4吸附分离的研究

采用等体积浸渍法,通过在硅胶材料(XFGJ)表面修饰不同碱金属或碱土金属离子,制备硅胶基型吸附剂。采用变压吸附考察改性硅胶对CO2/CH4混合气体的吸附及分离性能。实验发现,担载1%质量分数BaCl2的XFGJ(1Ba-XFGJ)对CO2/CH4混合气体的动态吸附分离效果最佳,在0.5MPa,20℃时,1Ba-XFGJ的分离因子为9.55,与未改性的XFGJ相比分离因子提高了116%。采用低温氮气吸附脱附表征XFGJ及1Ba-XFGJ的比表面积和孔径分布,发现BaCl2的引入能够增加微孔数量,有利于提高CO2/CH4的吸附分离性能。     

CO与N_2、CH_4等组分在NA吸附剂上的动态吸附分离性能研究

用静态法测定了CO、N2、CH4、CO2在NA型络合吸附剂上的平衡吸附,并用吸附柱动态实验装置测定了CO与N2、CH4、CO2二元混合体系以及CO、N2、CH4及CO、CO2、CH4三元混合体系的动态吸附分离性能。实验结果表明,该吸附剂对CO有很高的选择性,与N2和CH4的分离系数较高,对CO2有一定吸附量,但基本不影响CO在该吸附剂上的穿透吸附量。CO与其他组分的分离系数随CO分压的增大而降低。     

主链含咪唑环介孔聚酰亚胺气凝胶的制备及其CO2吸附性能

以2，2′-二甲基-4，4′-二氨基联苯（DMBZ）为二胺单体、1，3，5-三（4-胺基苯氧基）苯（TAB）为交联剂、2-（3-胺基苯基）-5-胺基苯并咪唑（ABIA）为第3共聚单体，通过调控DMBZ/ABIA（摩尔比），在乙酸酐/吡啶的催化作用下，分别与3，3′，4，4′-联苯四酸二酐进行缩聚反应，制备出系列主链含咪唑环的介孔共聚酰亚胺气凝胶材料。并对其结构进行了分析表征，考察了其CO2吸附性能。结果表明:该气凝胶材料不仅耐热性较高，热分解温度均在510 ℃以上，而且当ABIA摩尔分数为100%时，气凝胶试样的5%热分解温度最高，达到了569.33 ℃。此外该气凝胶材料还具有较高的CO2吸附性能，当ABIA摩尔分数为50%时,气凝胶试样对CO2的吸附量最大，高达14.8 cm3/g。     

环境温度对PSA过程的影响

通过实验测定了变压吸附分离专用吸附剂ＣＮＡ１３３ 、ＣＮＡ２２９ 对纯组分Ｎ２ 、ＣＨ４ 、ＣＯ、ＣＯ２ 的吸附性能。由Ｃｌａｕｓｕｉｓ Ｃｌａｐｅｒｏｎ 方程（ｌｎ ｐＴ）ｑ ＝ ＱａＲＴ根据实验数据得出吸附剂分离气体的性能随环境温度变化的规律即反映吸附量、吸附压力与温度三者之间关系的吸附方程：ｑ ＝ Г（ ｐ ,Ｔ） ,并将计算结果与实测结果进行比较,相对误差在５ ％ 以内。根据求得的吸附方程,定量化论述了温度对两种吸附剂上纯组分的吸附性能、待分离组份之间的分离因子以及有效分离因子的影响。对吸附剂ＣＮＡ１３３ ,温度的变化主要影响吸附剂的单位处理能力和ＣＯ 与Ｎ２ 的分离因子 ＫＣＯ／ Ｎ２ ,但对 ＫＣＯ／ＣＨ４ 基本无影响;对吸附剂ＣＮＡ２２９ ,温度的变化既影响吸附剂的单位处理能力,又影响分离因子 ＫＣＯ２／ＣＨ４ 和 ＫＣＯ２／Ｎ２ ;并讨论了温度对组份之间分离因子的不同程度影响的原因。     

X型分子筛在吸附中的应用研究进展

综述了X型分子筛在对二甲苯吸附分离、N2/O2分离等领域中的应用,骨架硅铝比、阳离子种类、含水量等均会对其吸附选择性、吸附容量产生显著影响。作为对二甲苯吸附分离吸附剂的活性组分,X型分子筛的硅铝比为2.2~2.4、阳离子为Ba2+和K+、含水量为4.0%~5.0%时具有较高的对二甲苯吸附选择性。对于N2/O2分离,硅铝比为2.0、阳离子为Li+的X型分子筛表现出较高的N2吸附容量和N2/O2分离系数,通过引入第二种阳离子还可进一步提高其N2/O2分离系数,但是H2O的吸附会显著降低其N2吸附容量。此外,X型分子筛还可用于高纯He的吸附分离,以及CO2、CO、CH4、N2、Ar、H2的选择性吸附。     

Ru/Al_2O_3改性膜高温气体渗透选择性研究

利用自制Ａｌ２Ｏ３微孔膜及Ｒｕ／Ａｌ２Ｏ３改性膜,在常温及５２３～８２３Ｋ范围内对Ｈ２、Ｎ２、ＣＯ２和ＣＨ４的透过膜渗透选择性进行了考察,实验发现,微孔Ａｌ２Ｏ３中Ｈ２、Ｎ２、ＣＯ２和ＣＨ４４种气体及Ｒｕ／Ａｌ２Ｏ３改性膜中的Ｎ２和ＣＨ４两种气体,均主要表现为努森扩散;Ｒｕ／Ａｌ２Ｏ３改性膜对Ｈ２、ＣＯ２有促表面流作用,且随着温度的升高表面流份额增大,在７２３Ｋ时达到最大值,使Ｈ２／Ｎ２分离因子突破努森扩散理想分离因子限制。实验测定Ｈ２和ＣＯ２在Ｒｕ／Ａｌ２Ｏ３改性膜上的平均吸附热分别为３１和３６ｋＪ／ｍｏｌ,属于弱化学吸附,具有产生表面流的能力。     

含油污泥基多孔炭材料的制备及其CO2吸附性能

含油污泥热解能实现危险固体废弃物的资源化利用,热解后的油、气可作为化工原料,热解焦因具有良好的孔隙结构可用作吸附材料。以烘干的含油污泥为原料,KOH为活化剂,在N2气氛下通过水平管式热解炉制备多孔炭材料,采用扫描电子显微镜、比表面积及孔隙分析仪等手段对活化温度为600 ℃、700 ℃以及800 ℃下炭材料的比表面积、孔隙结构及CO2吸附性能进行全面分析,系统研究并总结不同活化温度与酸洗条件对多孔炭材料物理结构和CO2吸附特性的影响规律。结果表明,粒径在0.074 mm以下经酸洗处理的油泥热解焦与KOH掺混加热到700 ℃制备出的炭材料CO2吸附性能最好,达到1.36 mmol/g。这种低成本、高效率的制备方法既能得到高吸附性能的多孔炭材料,又能充分利用油田生产过程中产生的危险固体废弃物,最大限度地实现环境保护,具有重要的现实意义。     

竹质中孔活性炭甲烷吸附分离及存储性能研究

实验以毛竹废料为原料采用磷酸活化法制备了既有较高比表面积又含有大量中孔的活性炭,测定了干燥活性炭的CH4、CO2、N2及O2吸附等温线及预吸附水活性炭的CH4吸附等温线,以考察其对甲烷的吸附分离及存储性能。实验结果表明:干燥活性炭对甲烷的吸附性能与其它气体存在较大差异,可应用于吸附分离CH4/CO2、CH4/N2、CH4/O2及CH4/空气气体混合物中的甲烷气体。在275K条件下(水炭比为2.43),预吸附水的活性炭在3.49MPa下的甲烷储量达10.58mmol/g,是同温同压条件下干燥活性炭甲烷储量的1.72倍,并远远大于同温同压条件下其它预吸附水活性炭的甲烷储量,可在较低压力条件下(<4MPa)实现甲烷的高效存储。     

变压吸附脱除乙烯中的CO_2和O_2

在常温、0～ 80kPa下 ,测定了C2 H4、CO2 和O2 气体在两种吸附剂上的吸附等温线和吸附速率曲线。结果表明 ,无论采用何种吸附剂 ,利用吸附平衡性质难以吸附脱除C2 H4中的CO2 和O2 ;但在炭分子筛吸附剂上 ,在吸附的最初阶段 ( 0～ 2min内 ) ,CO2 和O2 的吸附量均大于C2 H4的吸附量 ,可利用CO2 和O2 与C2 H4气体之间吸附速率的差异 ,控制较短的吸附时间 ,吸附脱除C2 H4中的CO2 和O2 ,回收C2 H4。在双塔变压吸附分离装置上 ,考察了变压吸附条件对吸附分离效果的影响。     

活性炭变压吸附脱除二氧化碳的性能研究

对一种国外活性炭和3种国内活性炭进行表征,并在单塔变压吸附装置上对它们分离含N2混合气中的CO2的性能进行了测试。测量了动态吸附穿透曲线,考察了不同的吸附压力条件下的动态吸附过程以及吸附条件对二氧化碳分离效果的影响。结果显示安徽淮北产的活性炭性能较接近国外活性炭,能够替代国外的活性炭。