天然气汽车甲烷专用吸附剂的研究开发概况

综述了国内外天然气汽车专用吸附剂的研究开发情况和发展动态 ,指出中低压天然气吸附储存技术 (ANG)是一种可替代目前普遍应用的高压储存技术 (CNG)的新型的天然气储存技术 ,该技术的关键是研制专用的天然气吸附剂 ,国内外在这方面作了大量的工作并取得可喜的成果 ,国内以木质素为原料制备的吸附剂在 3 5MPa时所储存的天然气可以达到并超过 2 0MPa时CNG所储存的天然气气量。     

天然气吸附剂制备条件与其结构及贮气性能的关系

以石油焦为原料 ,采用自制活化剂制备天然气炭质吸附剂 ,采用静态低温氮吸附容量法对吸附剂进行有关结构参数的测定。并用自制的吸附评价装置 ,采用质量法对吸附剂的有效贮气量进行测定。实验考察了活化剂用量、活化温度和活化时间对吸附剂结构参数的影响。并把吸附剂制备工艺条件与其结构及贮气性能进行了有益的关联。实验结果表明 ,活化剂用量、活化温度和活化时间都决定着活化反应的深度。在影响单位体积吸附剂贮气性能的几个要素中 ,吸附剂的微孔孔径最为重要     

原料组成对石油焦基天然气吸附剂性能的影响

以石油焦为原料制备天然气吸附剂，考察了石油焦中的硫、灰分和挥发分对吸附剂性能的影响。结果表明：硫对吸附剂性能有不利影响，经KOH高温活化后，高硫焦中硫含量迅速降低，相同活化条件下，高硫焦基吸附剂性能可达到优质焦基吸附剂的96.7%，高硫焦可作为制备高性能吸附剂的原料；挥发分能促进活化反应的进行，一定含量的挥发分对活化效果有利；灰分使KOH用量增大并显著降低吸附剂性能，高灰分石油焦不适于生产吸附剂。     

活性炭制备条件与天然气脱附量的关系

以石油焦为原料、KOH为活化剂，在不同的活化条件下制得了系列超高比表面积活性炭(S_BET＞2500 m²·g^-1) 吸附剂，以天然气作为吸附质研究了制备活性炭吸附剂的活化条件与天然气脱附量的关系。结果表明，制备超高比表面积活性炭吸附剂的活化条件对吸附剂的结构及其吸附储存天然气的能力具有较大的影响；在KOH/C质量比为3.0、活化时间为90 min、活化温度为800 ℃时，制得了比表面积达3348 m²·g^-1、大于或等于2 nm的孔所占的百分率为65.34%的超高比表面积活性炭；该活性炭吸附剂在25 ℃、2.5 MPa及8.0 MPa时，天然气脱附量分别达460.7 mL·g^-1、1043.8 mL·g^-1。     

低活化比富微孔炭质天然气吸附剂的制备工艺条件研究

在低活化比[m(KOH)：m(C)=2：1]前提下,以抚顺石油一厂的石油焦为原料,以KOH为主要活化剂,采用分步复合活化工艺,着重考察了原料、活化温度、活化时间、活化助剂及其用量等因素对吸附性能的影响,获得了低活化比下制备高性能天然气吸附剂的优化工艺条件：原料：100-120目石油焦：活化助剂Cy-1用量：m(Cy-1)：m(C)=1：10;预活化条件：320℃保持60min;活化条件：820℃保持90min。按照该条件制备的低活化比粉状吸附剂质量吸附量达到13．5％,重复性较好。     

吸附天然气(ANG)——轻型卡车的新选择

<正>压缩天然气(CNG)最常用于消耗大量燃料的中型和重型车辆,因为建造燃料基础设施和车辆转换的成本很高,用于轻型车辆成本收回较难。然而,新的吸附天然气(ANG)汽车技术旨在改变这一点。Ingevity用于ANG的活性炭吸附剂,在相同压力下,与没有吸附剂的传统CNG相比,可以在更低的压力下储存更多的天然气。这意味着在加气方面可以节省大量成本,因为低压气瓶不需要传统CNG加气站的昂贵压缩     

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以石油焦为原料、KOH为活化剂,讨论了吸附剂的主要制备条件对吸附剂样品储存甲烷性能的影响。结果表明,石油焦的碳、灰分、挥发分和硫含量与吸附剂的性能相关,低灰分、挥发分和低硫高碳含量的石油焦对制备理想的天然气吸附剂有利。原料的粒度会影响物料的混合均匀度及活化反应的程度。在原料组成、粒度等一定时,活化温度、活化时间、活化剂用量存在着最佳值。单独的KOH活化法存在着高温下均匀混合效果差、活化产物中残留钾、活化剂用量大、腐蚀明显等问题,强化物料在高温活化时的混合均匀性是关键,而采用HJ/KOH分步复合活化可有效解决KOH单独活化所产生的问题。     

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用作汽车燃料的天然气低压吸附贮存系统是当前正在加紧开发中的一门新兴工艺。其正在研究之中的两大技术课题是：开发一种性能优良，能提高ＣＨ４贮存的吸附剂。设计了同种汽车上使用，重量较轻的新型吸附天然气贮存容器。同时，还必须解决吸附一解吸过程特征相关的热效应；原料天然气中重烃对吸附剂吸附贮存容量和解吸释放容量的影响等问题，目前，活性炭作为吸附剂是最有前途的，新型活性炭吸附剂的开发研制工作正在英国、日本、加     

天然气脱砷工艺

天然气中的砷来自天然气储层,主要以三烷基砷R3As (R=CH3、C2H5)的形式存在.天然气中砷的危害主要体现在砷化物可能堵塞输气管道,导致天然气工业催化剂永久中毒,其随天然气燃烧后进入大气从而危害操作人员健康和污染环境等.天然气脱砷方法主要有溶液吸收法和固体吸附法两种,最常用的固体吸附脱砷工艺包括金属氧化物吸附剂脱砷工艺和负载型吸附剂脱砷,固体吸附脱砷工艺可将原料天然气中的砷含量降低到62.5 μg/m3以下,使其达到商品气砷含量指标.     

甲烷在碳基材料和MOFs上极低压力下的吸附平衡

为研制新型吸附式天然气(ANG)吸附剂,比较了极低压力下甲烷在典型碳基吸附剂和MOFs上的吸附平衡。碳基吸附剂选择SAC-02活性炭、GS(2D)单层石墨烯和GS(3D)层状石墨烯;MOFs为由溶剂热法制备的MOF-5(S)、HKUST-1、ZIF-8以及由机械球磨得到的MOF-5(M)。试样首先由77K下氮气的吸附等温线确定孔大小及分布(PSD)、比表面积和微孔容积,然后在温度283~303K、压力0~0.1MPa测试甲烷的吸附平衡数据,并由Henry定律常数计算甲烷在试样上的极限吸附热。结果表明,碳基吸附剂的比表面积和微孔容积为影响其甲烷吸附量的关键因素;相对于MOF-5(S),MOF-5(M)的比表面积和微孔容积增大且PSD集中于微孔。设计ANG用MOFs应考虑ANG储存的压力范围。     

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随着“西气东输工程”的实施,以气代煤、以气代油将成为解决我国东部城市环境污染和缓解石油资源紧张问题的有效措施。由于天然气体积能量密度低,因此,天然气的有效储存是推广使用天然气,特别是天然气汽车的重要方面。介绍了天然气吸附储存技术在我国的研发现状及部分研究成果,包括：天然气吸附储存的原理与特点,天然气吸附剂的结构与性能,吸附天然气汽车试验等,展望了天然气吸附储存技术的应用前景。研究表明,吸附储存技术在天然气汽车、天然气储存替代LPG民用、天然气储存调峰、天然气无管网运输、环保、国防等领域均具有较广阔的应用前景。     

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ＡＮＧ是一种新型的储气技术,它具有储气压力低、储气设备材质要求不高、储气瓶制备工艺简单、储瓶自重轻、充气站建站费用低且设备使用寿命长等优点,其关键在于高储气能力的天然气吸附剂。近十几年来国外为开发这种储气技术在天然气吸附剂方面做了大量的工作,国内近几年的研究也取得了许多可喜的成果。作者以木质素和石油焦为原料,已经开发出性能优异的天然气吸附剂。其中粉状吸附剂的吸附量（６．０ＭＰａ、２５℃）可达２４％以上,甚至高达３０％,比表面达２５００ｍ２／ｇ;成型的块状吸附剂吸附量可达２１．９％,比表面达２０００ｍ２／ｇ。由于成型后吸附剂的密度有明显的增大,其储气体积比可达１８０左右     

吸附天然气技术

介绍了天然气吸附的一般方法 ,总结了吸附天然气技术中存在的主要问题 ,并针对这些问题提出了解决方案。用天然气代替汽油作汽车燃料 ,是近年来研究天然气利用领域的新热点。天然气储存有液化、压缩、吸附 3种方法 ,其中吸附天然气方法最具有经济技术优势。     

中国地下储气库现状与发展展望

地下储气库包括枯竭油气藏、含水层、盐穴和矿坑等四种类型，经过50多年的发展已经成为一种成熟的应用技术，目前地下储气库技术正朝着以下趋势发展：①加强气库的上下游协调优化，提高储气库的协调能力；②加强地下储气库优化管理，提高储气库的利用效率；③在油藏和含水层储气库领域进行实验和摸索；④盐穴储气库建库技术将得到进一步发展。中国地下储气库技术发展已有近10年的历史，在气藏改建储气库方面技术基本成熟，但在油藏改建储气库、含水层建设储气库和盐穴建库方面还存在着技术不完善等方面的不足。由于中国主要天然气消费区建库目标资源缺乏，因而储气库的建设在技术和建库目标资源两个方面还存在一定的挑战。未来15年内，中国的天然气需求激增将促进储气库需求量的不断加大，预计将有300×10⁸m³工作气的储气库建库需求量，应在满足调峰和应急供气的基础上向战略储备延伸，并在中国中东部形成区域协调的地下储气库群。     

天然气净化厂循环水系统无磷缓蚀阻垢剂研究与应用

目的在无磷缓蚀阻垢剂研发过程中,以聚环氧琥珀酸(PESA)与三元共聚物等为主要原料复配进行配方筛选。 方法通过旋转挂片腐蚀实验、静态阻垢实验对无磷缓蚀阻垢剂进行适应性评价和研究。 结果通过现场监测,该无磷缓蚀阻垢剂取得了良好的缓蚀阻垢效果,腐蚀速率控制低于0.075 mm/a。同时,对实验前后循环水细菌进行测定,结果呈现持续降低的趋势,水体富营养化程度降低,说明无磷配方对系统细菌控制具有积极的作用。 结论室内研究及现场试验结果均证实该缓蚀阻垢剂体系在中、低硬度水质下具有优异的效果,能够保障天然气净化厂循环水系统的稳定运行。      

轻质原油低温氧化催化技术

注空气采油技术由于气源和成本优势,具有广阔的发展潜力,但是安全问题一直是限制其应用的重要因素。为加快氧气消耗速率,降低生成烟道气中氧气的含量,提高注空气的安全性,进行了原油低温氧化催化技术研究。通过评价过渡金属元素对低温氧化反应的催化效果,筛选了催化剂及其用量;研究了温度、压力、含水率和岩石矿物等对催化性能的影响,并采用多管平行实验研究了不同反应阶段低温氧化反应的特征;在动力学参数计算和红外谱图分析的基础上研究了原油低温氧化催化反应的催化机理。实验结果表明:过渡金属元素Cu对原油低温氧化反应有很好的催化效果,优选的催化剂为CuCl₂,最佳用量为原油质量的0.88%,在油藏条件下可提高反应速率近2倍;温度和压力升高对低温氧化反应有促进作用,在所研究的温度、压力和反应阶段内,催化剂的低温氧化催化效果显著;催化剂对原油低温氧化反应的催化机理为配位催化,可显著降低反应的活化能,加快低温氧化反应速率,提高原油的耗氧能力。     

添加导热材料提高型炭吸附剂储气性能的研究

高比表面活性炭吸附天然气技术不仅可用于天然气调峰，而且可以实现天然气的无管道输送，具有广阔的应用前景。在天然气吸附剂成型工艺过程中加入铜、铜铝混合物、铝和天然石墨等导热材料，可以增大型炭吸附剂的导热性、降低吸附热效应进而提高吸附剂的储气性能。为此，实验考察了导热材料对型炭吸附剂吸附性能、块密度、成型工艺参数、热导率和吸附热效应的影响。结果表明，天然石墨是一种性能良好的导热材料。在25 ℃、充气压力5.0 MPa下，石墨加量为5%的型炭对甲烷的吸附/脱附量达到180/170(体积比)，比无导热材料型炭分别提高了13.2%和19.7%。     

天然气利用现状与展望

天然气作为一种清洁高效的能源,对优化目前燃料结构、提高终端用能效率、减少环境污染起着十分重要的作用。同时,天然气也是一种重要的化工原料,可生产多种化工产品,对国民经济具有重大的经济价值,天然气的加工及利用有着广阔的市场前景。为此,对２０世纪世界范围内天然气工业的发展和天然气的应用作了简要回顾与分析,同时阐述了天然气作为优质环保型燃料和化工原料在我国开发和利用方面的滞后原因及与世界上发达国家的差距,并展望了我国在２０１０年时的天然气加工利用前景。