在多孔α-Al2O3陶瓷管上合成 ZSM-35型沸石膜

分别以吡咯烷和正丁胺为模板剂,在多孔α-Al₂O₃陶瓷管（3～5 μm）外表面上原位直接合成出ZSM-35型沸石膜,XRD、SEM对沸石膜进行表征和单组分气体H₂、N₂ 和C₃H₈的渗透性能测试表明：所合成出的沸石膜表面连续完整,晶粒之间互锁生长,沸石膜的厚度约为12～18 μm,具有典型的ZSM-35沸石结构,不同的模板剂对沸石膜的表面形态影响较大;经不同焙烧温度处理的沸石膜, 随着处理温度增高, 沸石膜表面晶粒的排列沿(h 0 0)取向性明显增强;所合成的沸石膜在室温下单组分气体H₂、N₂和C₃H₈渗透率达到10^-6数量级,H₂/N₂ 和H₂/C₃H₈理想分离因数均超过Knudsen扩散.     

混合制冷剂中重烃对天然气液化流程的影响

混合制冷剂(MR)组分是影响天然气液化流程性能的最重要因素之一。在某些特定的液化天然气(LNG)装置中,丁烷和戊烷等重组分不受欢迎。研究了以下4种混合制冷剂组分用于单混合制冷剂(SMR)流程的效果:含有异丁烷(C₄)和异戊烷(C₅)的MR;不含C₄的MR;不含C₅的MR;不含C₄和C₅的MR。对各流程的比功耗进行了对比。结果表明,相比于异丁烷,异戊烷对降低能耗的贡献更大;另外,工况1的能耗比工况4低18%。更进一步地,提出了采用不同制冷剂进行预冷的SMR流程。对于工况4,采用丙烷预冷的流程能耗可降低12%。     

锯木屑在超临界水中气化制氢过程的主要影响因素

以锯木屑混合羧甲基纤维素钠（CMC）为反应原料,利用连续管流反应器,在反应器外壁面温度稳定在650 ℃条件下,对反应压力在17.5～30 MPa,反应停留时间在14.4～50 s,浓度范围为4%～9%（质量分数）的湿生物质浆液进行了超临界水气化制氢实验研究,讨论了气化过程的主要参数压力、温度、反应停留时间以及物料浓度对气化结果的影响.锯木屑在超临界水中接近完全气化,生成气体产物的主要成分是H₂、CH₄、CO、CO₂以及少量的C₂H₄和C₂H₆,气化产物中的H2含量可以超过40%.同时,实现了气化反应液体产物的循环利用.     

小型天然气液化装置混合冷剂液化工艺研究

利用aspen hysys流程模拟软件对单混合冷剂(SMR)液化工艺和带丙烷预冷的混合冷剂(C3/MRC)液化工艺进行比较研究。从压缩机参数、换热器换热负荷和结构参数、装置灵活性等方面进行分析比较。结果表明:C3/MRC工艺能耗低、设备采购成本低、装置操作弹性大,更适合小型天然气液化装置,尤其是小产量的井口天然气,以及偏远气井气,及非常规天然气的就地液化。     

生物质超临界气化制氢产物高压吸收法分离的气液相平衡分析

通过高压吸收法可以将生物质超临界水气化制氢的气体产物中的CO₂与H₂分离.基于修正的UNIFAC模型、SRK状态方程以及MHV2混合规则，建立了生物质超临界气化制氢产物高压吸收法分离的气液相平衡的计算模型，讨论了CO₂与H₂分离过程中压力和温度等参数对分离效果的影响.计算结果表明：随着分离器中压力的升高，气相产物中H2的摩尔分数增加，CO₂摩尔分数迅速下降，气相中H₂的收率不断降低；随着温度升高，气相产物中H₂的摩尔分数减小，CO₂摩尔分数上升，气相中H₂的收率增加；然而，高压吸收的方法不能将气体产物中的CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆与H₂分离.     

纳米γ-Fe2O3复合氧化物的制备与气敏性质

用溶胶-凝胶法制备了纳米γ-Fe₂O₃及γ-Fe₂O₃/SiO₂复合氧化物,用热重-差热分析 (TG-DTA)、X射线衍射 (XRD)、透射电镜 (TEM)和二次粒度分布对纳米粒子进行表征,并考察了γ-Fe₂O₃、γ-Fe₂O₃/SiO₂敏感材料对CO、H₂、C₂H₄、C₆H₆等气体的敏感系数及其焙烧温度对敏感系数的影响,并选择了敏感材料对气体检测的最佳工作温度.结果表明,γ-Fe₂O₃/SiO₂纳米复合氧化物中SiO₂对提高γ-Fe₂O₃的相变温度、加强热稳定性及提高催化和气体敏感系数起很大作用.     

二氧化硫催化还原为单质硫的研究进展

介绍了以H₂、CO、NH₃、炭及烃类物质为还原剂将SO₂催化还原为单质硫的研究进展，指出以CO和C₂H₄为还原剂的研究将更有实际意义。     

乙醇羰基化常压气-固相反应的动力学研究

本文对乙醇在微分反应器中用Ni-Pb/C催化剂, 反应温度250 ℃, 压力0.1 MPa, 原料配比为CO/C₂H₅OH/C₂H₅I=2/1/0.1, 接触时间(W/F)3.3 g·h/mmol 的条件下拨基化反应的动力学进行了研究, 生成丙酸乙醋的反应速度方程为:r_EtPr=kP_CO^1.4P_C2H5OH^1.7P_C2H5I^0.1 生成乙醚副反应的反应速度方程为: r_Eth=kP_CO^-0.1P_C2H5OH^1.1P_C2H5I^0.6 反应活化能E=28.9 kJ/mol     

新型汽车尾气净化催化剂的研究

利用超微粒子金属Fe、Co、Ni和NiO与Fe₂O₃、γ-Al₂O₃混合成型烧焙制成催化剂，实验过程中对模拟汽车尾气中HC、CO和NOx等物质的转化性能进行了研究。结果表明，该型催化剂各性能良好，在250 ℃时可将模拟汽车尾气中75%以上的CO转化并清除，260 ℃时能将50％以上的HC化合物（C₃H₈）转换成无害物质，300 ℃时可转化80%以上的NOx化合物。     

(C2H5)2AlCl/TiCl4催化1-癸烯聚合制备高黏度指数润滑油

以(C₂H₅)₂AlCl/TiCl₄为催化剂研究了1-癸烯聚合制聚烯烃基础油。比较烯烃原料和溶剂对聚α-烯烃性能的影响,探讨催化剂用量、Al与Ti物质的量比、反应时间和反应温度等工艺条件对合成油性能的影响。结果表明,(C₂H₅)₂AlCl/TiCl₄催化剂对1-癸烯聚合具有较高的活性;溶剂极性越大,聚α-烯烃的枝化度越大,从而导致黏度指数降低。100 ℃的运动黏度随着Al与Ti物质的量比不同而变化,因此,可以通过调节Al与Ti物质的量比,制备各种黏度的聚α-烯烃。以(C₂H₅)₂AlCl/TiCl₄ 为催化剂,1-癸烯聚合的最佳反应条件：反应温度80 ℃,反应时间4 h,催化剂用量为反应物总质量的4.0%,此条件下聚α-烯烃收率为75.6%,黏度指数高达173。     

混合制冷剂循环的级数对制冷性能的影响

混合制冷剂制冷循环可以提高制冷系统的效率,广泛应用在天然气液化领域。混合制冷剂的循环级数对制冷性能影响很大。针对不同级数的混合制冷剂循环进行热力学分析,建立了流程中主要设备的热力学模型,模拟计算了采用不同级数的混合制冷剂循环的天然气液化流程,得到不同级数的制冷循环的主要参数：制冷压缩机的功耗、制冷系数和火用效率。结果表明,制冷循环的级数增加,制冷系统的功耗降低,制冷系数和火用效率增加,但是级数增加对制冷性能的影响减小。制冷循环的级数增加会增加流程的复杂性,降低可操作性,不同规模的制冷系统的最优级数不同,规模越大,最优级数就越多。     

浮式海上油田伴生气液化流程设计与分析

针对南海某油田伴生气的气源组分和特点,设计了无预冷的混合制冷剂液化流程（MRC）和氮膨胀液化流程,在储存条件相同而且产量相同的情况下,分析比较了两种液化流程的性能参数和流程布局。结果表明,氮膨胀液化流程功耗高于MRC流程,但是流程装置简单紧凑,占地面积小,对气源条件变化有较好的适应性,操作安全可靠,对装置晃动不敏感,开停机迅速方便,对气源条件变化有较好的适应性,是比较适合于海上油田伴生气的液化流程。本文还对氮膨胀液化进行了火用分析,指出了流程中火用损失较大的设备。     

小型撬装式LNG装置的流程模拟

为了使小型撬装式LNG（液化天然气）装置的流程研究具有普遍意义,通过对液化流程的评价,分别从混合制冷剂液化流程和膨胀机液化流程中选择了极具代表性、性能最佳的丙烷预冷混合制冷剂液化流程和N2-CH4膨胀机液化流程,并结合液化流程的发展趋势,综合多种液化流程的优点,提出了节能新型混合制冷剂液化流程,对以上液化流程进行了模拟计算,并比较了流程的关键参数.结果表明,节能新型混合制冷剂液化流程简便灵活、能耗低、液化率高,适应于小型撬装式LNG装置.     

CO2跨临界双级压缩制冷循环的热力学分析

Two-stage vapor compression refrigeration cycle was accomplished with an intercooler.The state of the refrigerant vapor leaving the intercooler affects the system performance.The thermodynamic analysis of the trans-critical two-stage refrigeration cycle using CO₂ as the refrigerant was made with a condensing temperature of 35℃.When the intercooler operated at about the geometric mean of the evaporating and condensing pressures,compared with the single stage cycle,the coefficient of performance（COP）of the two-stage cycle was improved.As the degree of superheating of the CO₂ vapor leaving the intercooler increased,the COP of the two-stage system decreased.     

小型可移动式天然气液化装置研究进展

小型可移动式天然气液化装置以其独特优势在零散天然气源的液化集输、管输天然气的再分配及分布式调峰和车用LNG燃料站等场合有非常广泛的应用前景。概括对比分析了现有的天然气液化技术,指出占据国际LNG工业主流地位的混合制冷剂循环(MRC)液化流程也是适宜小型化的最佳技术之一。在简要介绍了小型天然气液化装置的近期进展后,重点介绍了本团队基于近20年的混合工质节流制冷技术方面的研究经验,研制成功系列规格小型混合工质撬装液化装置,同时提出并创建了以此为基础的"煤层气柔性液化中心和虚拟管网"集输方案的概念。已研制出的全风冷、制冷油润滑螺杆压缩机驱动的10000~30000 m³·d^-1"可移动式液化装置",其中30000 m³·d^-1液化装置生产中实测液化比功耗已经与国内1000000 m³·d^-1的集中液化工厂相当。目前在山西、内蒙古已有多套不同规模的装置运行,初步形成一定规模。     

氨制冷技术研究进展

氨具有良好的热物性和传输特性,是CFCs与HCFCs理想的替代工质。本文介绍了当今氨在制冷空调领域应用研究的新技术,包括NH₃/CO₂复叠制冷技术、氨用CO₂载冷技术、NH₃冷水机组等,另外,本文还从安全可靠、高效、小型化和自动化等方面阐述了氨制冷技术的发展趋势。我国氨制冷技术的发展较为缓慢,可靠性和先进性与国外差距较大,必须加强氨制冷技术的研发力度,促进我国氨制冷技术的发展。     

天然气-煤共气化制备合成气热态模拟

天然气-煤共气化制备通用合成气技术是基于天然气蒸汽转化法和煤气化过程开发的新工艺，通过技术原理分析，可以直接制备出H₂/CO在1.0～2.0之间可调的粗合成气.应用移动床反应器进行热态模拟实验，主要研究了不同操作参数对火焰区温度及合成气有效成分(H₂＋CO)和H₂/CO的影响.结果表明：天然气与氧气在同一位置喷入反应器，控制喷吹参数H₂O/CH₄/O₂以及流量，在气化炉炉温不低于1000 ℃的条件下，煤或焦炭中挥发分基本裂解，可以直接制备出H₂/CO在1.0～2.0之间，有效成分大于90.0%，残留的CH₄小于2.0%的粗合成气.     

几种典型的煤层气液化流程计算及分析比较

针对3种典型的煤层气液化流程方案,采用Visual Fortran和物性程序,并结合流程分析软件Aspen Plus对状态点参数进行优化,计算得到流程各状态点状态参数等数据,进而对3种循环的损失、能耗进行了比较和分析。结果显示,丙烷预冷的N2-CH4单级膨胀液化循环方案的损失和能耗2项指标比N2-CH4串联双级膨胀液化循环和N2-CH4并联双级膨胀液化循环方案小。得到了天然气液化流程计算和优化的有效方法和途径,对实际工程有积极的指导意义和预测作用。     

Thermodynamic design of a cascade refrigeration system of liquefied natural gas by applying mixed integer non-linear programming

Liquefied natural gas (LNG) is the most economical way of transporting natural gas (NG) over long distances. Liq-uefaction of NG using vapor compression refrigeration system requires high operating and capital cost. Due to lack of systematic design methods for multistage refrigeration cycles, conventional approaches to determine op-timal cycle are largely trial-and-error. In this paper a novel mixed integer non-linear programming (MINLP) model is introduced to select optimal synthesis of refrigeration systems to reduce both operating and capital costs of an LNG plant. Better conceptual understanding of design improvement is illustrated on composite curve (CC) and exergetic grand composite curve (EGCC) of pinch analysis diagrams. In this method a superstruc-ture representation of complex refrigeration system is developed to select and optimize key decision variables in refrigeration cycles (i.e. partition temperature, compression configuration, refrigeration features, refrigerant flow rate and economic trade-off). Based on this method a program (LNG-Pro) is developed which integrates VBA, Refprop and Excel MINLP Solver to automate the methodology. Design procedure is applied on a sample LNG plant to illustrate advantages of using this method which shows a 3.3% reduction in total shaft work consumption.     

移动床煤与天然气共气化制备合成气的工艺技术

煤与天然气共气化是基于天然气蒸汽转化和煤气化工艺耦合的一种新工艺.阐述了煤与天然气共气化制合成气的技术原理.实验研究表明合成气最佳出口温度为1000 ℃,氧气、水蒸气和天然气在同一位置进入反应器能有效降低火焰区温度;理论计算得到的合成气有效气体浓度（CO+H₂）大于95%.实验研究和理论计算结果都表明,煤与天然气共气化可以直接得到H₂/CO在1.0～1.5之间可以调节的合成气.