油田含CO2伴生气变压吸附材料实验研究

变压吸附工艺是国内小规模CO_2驱产出气处置的常用手段,而吸附剂是吸附分离的基础。选用6种沸石类吸附剂,测试了CO_2/CH4单组分吸附平衡等温线,分析了温度对吸附量的影响。优选了两种材料进行了CO_2-CH4混合气体竞争吸附实验,重点分析了温度、压力、气体组分、CO_2含量等因素对吸附剂吸附分离效果的影响,评价了油、水含量对吸附剂的损伤。实验结果表明:吸附剂的分离系数与混合气体中CO_2含量无明显相关性,但吸附体系压力的变化对混合气体分离效果影响较大。在初始气体CO_2摩尔分数50%、温度20℃、压力2.5MPa条件下,优选的吸附剂13X对混合气体的分离系数为25。油水的存在会对吸附剂的分离性能产生较大影响,在温度20℃、压力2.5 MPa、13X吸附剂含水摩尔分数10%及含油摩尔分数10%条件下,吸附总量分别下降32%和78%,分离系数分别下降48%和78%。     

CO_2加氢制烃类的研究

本文研究了在Fe/活性炭催化剂上CO_2加氢制烃类的反应性能。分别考察了反应温度为300～350C、反应压力为0.75～2.5MPa、空速为320～1300h~(-1)、H_2/CO_2配比为0.95～3.3对CO_2加氢反应性能的影响;并与CO加氢反应进行了比较。结果认为,反应温度、反应压力、空速较高,H_2/CO_2配比较低时,烃收率较高。反应压力及H_2/CO_2配比较低、空速较高时,易生成烯烃。产物主要是C_2～C_4烃类。     

从催化裂化干气中分离乙烯的吸附剂研究

首先筛选了预处理吸附剂,发现承德果壳炭吸附性能较好。考察了3类乙烯吸附剂,特别是CuCl／活性炭吸附剂的性能,并获得了制备CuCl／活性炭吸附剂较佳的条件:CuCl负载量为25％,室温下浸渍时间为10 h,焙烧温度450℃,焙烧时间4 h。在该吸附剂上,当吸附压力0.45 MPa(表压)、吸附温度40℃时,乙烯吸附量为1.135 mmol／g,分离因数为1.86。与AgNO3／SiO2和CuCl／分子筛吸附剂相比,CuCl／活性炭吸附剂对乙烯的吸附量较大,而分离因数较小。     

采用CuCl2-La(NO3)3/AC吸附剂从乙烯-乙烷混合气中分离乙烯的研究

通过活性炭(AC)载体和铜母体的选择以及载体的表面改性和助剂的引入，制备出对乙烯具有较好选择性吸附的CuCl2-La(NO3)3／AC吸附剂。考察了不同温度、压力条件下该吸附剂对乙烯一乙烷混合气中乙烯的吸附量和乙烯／乙烷分离因数。结果表明，该吸附剂经再生后性能得到改善，在总压0．45MPa、吸附温度40℃的条件下，乙烯吸附量为1．499mmol／g，分离因数为3．74。经5次使用，该吸附剂性能保持稳定。测定了纯乙烯和乙烯-乙烷混合气中乙烯在该吸附剂上的吸附等温线，并得到了拟合的Langmuir方程。     

基于重量法的天然气吸附脱碳微型实验装置设计与应用

为评价筛选适用于低CO_2含量(3%,体积分数)条件液化天然气(LNG)脱碳工艺的脱碳吸附剂,以实际工艺条件为参考,设计搭建了可进行静态吸附实验、动态吸附实验及吸附剂脱附再生的实验装置,满足温度25～350℃、压力0～5 MPa的实验条件要求。装置验证实验结果显示,采用重量法测量的CO_2、CH_4在13X分子筛上的等温吸附线(25℃,0～4 MPa)与相关文献相符;在温度25℃、压力4 MPa、气体流量3000 m L/min实验条件下,进行了13X、5A分子筛对混合气体(97%CH_4+3%CO_2)的动态吸附实验,获得了该条件下吸附剂的CO_2吸附穿透曲线、CO_2及CH_4吸附量、CO_2穿透时间以及分离因子,满足天然气吸附脱碳实验研究需求。所设计装置还可进行高温(280℃)和真空脱附再生实验,且尾气处理单元增加了实验安全性,可为研究吸附法脱碳应用于LNG及其相关领域提供条件。     

用吸附法脱除甲乙酮副产氢气中仲丁醇和甲乙酮的研究

介绍甲乙酮生产、使用情况,用改性活性炭吸附甲乙酮副产氢气中的仲丁醇和甲乙酮。结果表明:改性活性炭吸附剂可以有效的净化甲乙酮副产氢气中的仲丁醇和甲乙酮;改性活性炭吸附剂吸附温度为常温,压力0.01MPa,空速不大于120 h-1;改性活性炭吸附剂具有良好的再生性能;吸附装置工艺流程简单,具有良好的工业化应用前景。     

CH4/N2在活性炭上吸附性能的研究

变压吸附是分离油田伴生气中N_2和CH_4的可行性方法,采用质量法测定了N_2、CH_4在活性炭WHXR-LB20上的吸附等温线,分离系数为2.87,满足工业应用要求且再生效果好;同时测定了油田伴生气中C_2H_6、C_3H_8,n-C_4H_(10)等对WHXR-LB20的影响,结果表明,C_2H_6、C_3H_8在WHXR-LB20上再生效果很好,而n-C_4H_(10)在WHXR-LB20上有积累,该积累量使N_2和CH_4在WHXR-LB20上的饱和吸附量降低。     

甲烷在活性炭上的超临界温度吸附实验及理论分析

为研发ANG吸附剂,本文选择比表面积为2074m2.g-1的活性炭SAC-02,在温度区间263.15K～313.15K、压力范围0 MPa～8MPa,应用Setaram PCT Pro E&E测量甲烷在SAC-02活性炭上的吸附等温线,并由D-A方程、Clausius-Clapeyron方程和Virial方程标绘分析了实验数据。结果表明,当压力高于0.08MPa时,确定参数后的D-A方程预测实验数据的相对误差小于5%;甲烷在SAC-02活性炭上的等量吸附热反映了甲烷在能量非均匀表面吸附的特点,数值为13.99kJ.mol-1～17.57 kJ.mol-1,极限吸附热随温度呈线性变化,其平均值为19.43kJ.mol-1。     

油田气的吸附净化

本文全面阐述了油田气分离装置中原料气的净化问题,包括净除的对象和相应的方法;单层床和双层床吸附干燥器的分析;分子筛吸附剂在吸附CO_2的过程中对CH_4和C_2H_6共吸附的规律。     

TEPA改性新型多孔碳酸镁对烟气中CO_2的吸附性能

将四乙烯五胺(TEPA)通过浸渍法负载到新型多孔碳酸镁载体上,制备了高效CO_2固态胺吸附剂。采用N_2吸附脱附、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)等方法对吸附剂进行了结构和物化性质表征,并在固定床中研究了TEPA负载量、反应温度和烟气组分(H_2O、NO和SO_2)对CO_2固态胺吸附剂吸附性能的影响。结果表明,TEPA改性后的多孔碳酸镁对CO_2的吸附量有显著提高,当负载质量分数为20%时,吸附剂(20T-M)在348K下达到最大吸附量(0.95mmol/g)。烟气中水分体积分数为10%时,CO_2吸附量可增加20%,NO对CO_2吸附性能几乎无影响,而酸性较强的SO_2可抑制CO_2与胺的结合。10次循环吸脱附实验结果表明,20T-M在干燥和水分存在条件下均表现出良好的稳定性与再生性。     

硝酸改性对活性炭吸附脱硫性能的影响

采用硝酸对活性炭进行改性,考察了改性时间、温度及硝酸浓度对活性炭吸附性能的影响。结果表明,随着温度升高和处理时间延长,改性活性炭的吸附性能总体呈先升后降的趋势;随着硝酸浓度增加,改性活性炭的吸附性能提高。硝酸改性活性炭的最佳条件为：温度80℃,硝酸质量分数65％,处理时间1h。制得的改性活性炭对石油醚中二苯并噻吩的硫吸附容量为6．90mr,／g,比改性前提高了14．1％。     

活性炭表面官能团对苯吸附性能影响的分子模拟

利用Material Studio(MS)软件构建了具有氢基、羟基、羰基和羧基不同官能团的活性炭结构模型,并使用巨正则蒙特卡洛方法,在微观层面上分析了活性炭吸附苯分子的吸附等温线、等量吸附热、吸附作用能以及吸附构型。结果表明：活性炭中引入羧基和羰基官能团有利于提高其对苯分子的吸附量和吸附速率,且羧基的影响程度要高于羰基;而氢基和羟基的引入,不利于苯分子在活性炭中的吸附。分析原因主要是酸性含氧官能团的引入可以为苯吸附提供高能吸附位点,而羟基和氢基团分别使活性炭极性和炭密度降低,使其对苯的吸附性能下降。     

高温缓凝剂GH-9的研究与应用

为解决深井及超深井固井难题,克服一般固井用缓凝剂材料(铁铬盐、酒石酸、CMHEC、木质素磺酸盐等)存在的过缓凝或过敏感、不抗高温的弊病,研制开发了GH-9油井水泥抗高温缓凝剂,该高温缓凝剂是用一种不饱和二元有机酸衣康酸(又称亚甲基丁二酸)和另外一种带有磺酸基团的乙烯单体AMPS(又称2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)在引发条件下聚合反应制成,该产品有很好的高温缓凝作用,与大多数的分散剂、降失水剂有良好的相容性,配制的水泥浆具有高温直角稠化的特点.经现场应用证明,该油井水泥抗高温缓凝剂能够满足高温固井需要,并适合在严寒的条件下施工,具有一定的推广应用价值.     

甲烷在高比表面活性炭上脱附行为的研究

用以石油焦为原料、ＫＯＨ为活化剂制得的高比表面积活性炭作为吸附剂,研究了甲烷在这种吸附剂上的脱附行为,探讨了活性炭的ＢＥＴ比表面积和孔结构与甲烷脱附性能的关系以及脱附温度和脱附时间对甲烷脱附行为的影响。结果发现：在这种高比表面积活性炭上,甲烷存在着明显的不可逆吸附;活性炭的比表面积和孔结构对甲烷的脱附性能有一定影响,并且随着脱附温度的升高和脱附时间的延长,脱附量逐渐增多     

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。     

甲烷在高比表面积活性炭上吸附行为的初步研究

采用以石油焦为原料、ＫＯＨ为活化剂制得的高比表面积活性炭作为吸附剂,研究了甲烷在这种活性炭上的吸附行为,探讨了活性炭的比表面积和孔结构与其甲烷吸附性能的关系以及吸附温度对甲烷吸附行为的影响。结果发现,活性炭的比表面积和孔结构是决定其甲烷吸附性能的主要因素;活性炭对甲烷的吸附量随吸附温度的升高逐渐减少;比表面积为２９５３ｍ２／ｇ的高比表面积活性炭在２６℃、３．５ＭＰａ下对甲烷的质量吸附量为０．２８９ｇ／ｇ,换算为标准状态（ＳＴＰ）下的体积吸附量为１２１Ｖ／Ｖ。     

TG-MS同步脉冲外标法测定催化剂碳含量的研究及应用

设计了TG MS同步脉冲外标气体进样装置,以同步进样测定的纯CO2为外标,建立了准确测定催化剂碳含量（质量分数,下同）的TG MS定量方法。系统考察了恒温和变温条件下同步脉冲气体进样器的稳定性,得到外标气体质谱峰积分面积的相对标准偏差仅为172%和162%。以分析纯CaCO3为基准物质对脉冲气体进样器的定量环体积进行了标定,确定了准确的外标进样量为2 mL。考察了升温速率、反应气流速等热重分析条件对TG MS测定催化剂碳含量准确性的影响,并利用建立的方法定量测定了费 托合成催化剂、S Zorb催化剂、渣油加氢催化剂的碳含量,并与其它分析方法进行了比较。结果表明,同步脉冲进样可有效消除测试条件变化对分析结果的影响,所建立方法不仅可靠和准确,还可以根据CO2的释放温度推测碳的赋存形态。     

高性能活性炭的制备及其性能研究

以聚氯乙烯为原料，在７００℃下经过水蒸汽活化制备活性炭，通过正交实验优化出最佳的实验制备条件。研究了不同活化温度和活化时间所制活性炭对亚甲基蓝脱色力的影响，以及活化温度对ＢＥＴ比表面积的影响。并用双柱定容容量法测定了ＰＶＣ活性炭对吸附相的平衡，计算出其吸附量。实验结果表明，实验制备的活性炭具有高比表面积，对亚甲基蓝脱色力强且对甲烷有高吸附量。     

活性炭去除油田废水CODCr的研究

采用吸附法,于室温下用活性炭脱除油田废水中的CODCr。结果表明,在吸附时间为30 min,废水pH值为5.9,活性炭用量为2 g的条件下,CODCr去除率大于50%。活性炭对CODCr的吸附过程为Freundlich等温吸附。     

石油沥青制备炭质催化剂载体的研究

研究了以沥青为原料制备炭质凝胶，由炭质凝胶制备中孔活性炭用作催化剂载体的影响因素及制备规律。试验结果表明：制备炭质凝胶的转化率与反应物配比、反应温度、反应时间及沥青原料性质有关。添加镍盐、铁盐和钴盐对炭的催化扩孔作用十分明显。制备的中孔活性炭可以用作催化剂载体，使用浸渍法制备的加氢催化剂具有较好的加氢脱硫效果。