“双碳”目标下传统炼厂氢气的优化思考与建议

氢能被誉为“人类的终极能源”,是21世纪最具发展潜力的清洁能源。氢能具有来源多样、洁净环保、可储存和可再生等特点,是实现“碳中和”的重要抓手。当前传统炼油厂主要有制氢装置生产、炼油重整副产、乙烯生产副产等三种主要产氢方式,绝大多数属于灰氢范畴;为实现国家“碳中和”目标,优化炼厂氢气资源势在必行,并且要逐步经“蓝氢”过渡、朝“绿氢”方向发展。该文介绍对传统炼厂氢气资源的优化思考,提出通过回收火炬气氢资源、煤制氢等产氢装置碳回收、淘汰落后产氢工艺、制备燃料电池氢等措施,为炼厂的氢气绿色发展提供借鉴思路。     

“双碳”目标下油气行业发展的应对之策

气候问题已然成为各国需要携手解决的全球性问题,此背景下包括我国在内的多个国家相继制定了二氧化碳减排目标。油气行业不仅是能源生产大户,也是能源消耗大户,因此也是二氧化碳排放大户。该文旨在剖析传统能源行业在“双碳”目标下的改革之路,分析与思考中国油气行业在未来发展中的挑战和机遇,探讨我国油气行业如何在减排目标新政策、新制度下实现绿色能源转型,并对油气企业如何实现“双碳”目标下的应对提出相应建议。     

“双碳”目标下重点行业减排路径模拟及对策研究

碳达峰、碳中和目标的提出标志着我国能源发展进入新阶段,实现“双碳”目标关键是加快推进能源体系系统性变革,其中工业、建筑、交通等用能行业和电力生产行业降碳减排任务十分紧迫。基于“世界与中国能源展望模型”测算,在“双碳”目标约束下,终端用能行业碳排放将于2025年达峰,其中工业和交通行业达峰时间早于建筑行业,2060年碳排放将低于10×108t;电力行业碳排放于2030年达峰,2060年实现负排放。终端用能电气化与电力行业低碳化的协调推进是实现低碳转型的关键。2060年,终端用能行业电气化率将达到60%,非化石能源发电量占比将达到近90%。应加快产业结构调整,发展节能循环经济,大力提升电力、氢能等二次能源在终端用能行业中的消费,加快新型电力系统建设,建立新能源开发利用激励机制,确保“双碳”目标如期实现。     

“碳中和”背景下的液氢发展之路探讨

全球环境问题的凸显加速了能源结构向降低化石燃料依赖方向的转型,以风光发电为代表的可再生能源得到快速发展,其中氢能的发展成为热点之一。随着氢能规模化发展,液氢是突破整个氢能体系规模化、商业化运营瓶颈的必由之路,也是实现“碳中和”目标的必由之路。为此,以可再生能源与液氢结合的电氢体系为基础,制订了基于液氢的产业发展路径,分析了液氢路线优缺点,探讨了“碳中和”目标下液氢所应承担的角色,梳理了液氢加氢站中液氢储运的液氢加氢（L-LH2）、高压气氢加氢（L-CGH2）、高压低温加氢（L-Cc H2）三种技术模式,指出了液氢产业链需要解决的难题。研究结果表明：(1)参考国外氢能发展路线和LNG的发展历程,建立可再生能源与液氢结合的电氢体系,制订基于液氢的产业路径,可实现新能源的优势互补良性发展;(2)液氢路线具有储存和运输方便、安全性高、纯度高等优点和技术难度大、能耗较高等缺点,与风光电结合可规避因能耗高而成本高的缺点;(3)“碳中和”目标下液氢承担了储能介质、能源媒介、工业原料三大角色,将在储能领域发挥重要作用;(4)液氢产业链需要解决的主要难题包括中大型氢液化装置、大型液氢球罐、高压液氢泵、液...     

中国油气行业在"双碳"目标下的挑战与机遇 ——基于欧盟能源转型的启示

"碳达峰""碳中和"(以下简称"双碳")为全球能源行业减排带来新的挑战,油气行业首当其冲.欧洲作为"碳中和"的有力倡导者,在能源转型领域走在世界前列.为了探索中国油气行业在"双碳"新形势下的发展方向,对欧盟能源公司在转型过程中面对的挑战及其抓住机遇深化改革的实践进行分析研究,结合中国油气行业行情,提出合理建议.建议中国...     

“双碳”目标下二氧化碳多相催化转化的机遇与挑战

CO₂既是温室气体、也是可再生碳资源。将CO₂转化为更有价值的能源、化工和材料产品是推动碳循环、实现碳中和的重要途径,而催化是实现该途径的重要技术之一。综述了CO₂多相催化转化为典型C₁和C_2⁺产品的重要进展,其中,转化为C₁的路线以制甲醇、合成气为例,转化为C_2⁺的路线以制乙醇、低碳烯烃为例;并进一步剖析该领域的研究机遇与挑战。     

“双碳”目标背景下的稠油开发对策

中国稠油资源量较为丰富,目前中国国内稠油的开发方式以蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油(SAGD)和火驱等热采方式为主。通过梳理中国稠油4种热采技术现状认为：占稠油产量规模50%以上的蒸汽吞吐方式普遍进入开发中、后期,亟需转换开发方式;蒸汽驱、SAGD和火驱技术近年来取得显著进步,但仍需进一步完善和升级。通过测算稠油不同开发方式下的吨油碳排放量结果显示,在国家“双碳”目标背景下,以“高能耗、高碳排”为主要特征的稠油热采技术面临着“提质增效和节能减排”双重挑战;通过分析中国国内主产区稠油的主要特点及其下游产业链、价值链认为,中国国内环烷基稠油更多地体现了其化工原料属性,其中间产品在下游产业链中具有重要地位和不可替代性,因此在“十四五”(2021—2025年)及今后相当长一段时间内保持中国国内稠油产量稳定十分必要。为贯彻国家及油公司的“双碳”目标、应对双重挑战,给出了今后稠油开发的对策建议。在政策层面,建议推动稠油加工产业升级,加大稠油产品开发力度,并适当调整稠油定价机制,以使其更多体现稠油的化工原料属性。在技术层面的对策包括：持续改进现有的热采方式,并优化调整各种热采方式的产量构成;有针...     

“双碳”目标下中国建设现代能源体系的思考与建议

研究国内外典型机构对中国2030—2050年能源消费总量及结构的预测,分析中国当前和未来能源消费发展。考虑中国能源消费总量大、能耗高现状,围绕碳达峰碳中和目标,提出构建现代能源体系的科学内涵,即“绿电为核心”是现代能源体系的特征,发展综合能源是现代能源体系的路径。针对保证能源安全性与经济性的突出问题,提出了构建现代能源体系的关键举措和现实路径：制定减碳阶段目标,能源消费侧多措并举强化节能增效,能源生产侧建成多元清洁能源供应体系;保障能源安全,推动能源高质量发展;推动多领域电能替代,提高电气化水平;推广应用碳捕集利用与封存技术,打造负碳经济新引擎,提升生态系统碳汇能力。     

“双碳”愿景下CO2驱强化采油封存技术工程选址指标评价

在国家能源安全和“双碳”战略愿景下，CO₂驱强化采油封存技术(CO₂-EOR)因能助力油气行业转型发展，成为“低碳化”乃至“负碳化”的首选技术和最现实的选择。无论是实验、数值模拟还是现场实践，目前国内外学者对CO₂-EOR研究侧重于CO₂作为高效的驱油“催化剂”本身及油藏CO₂-EOR适应性认识，对于工程选址评价缺乏统一标准和系统研究。在充分调研国内外文献的基础上，结合中国CO₂-EOR应用进展和工程实践，明确了CO₂-EOR工程选址可行性评价所需的通用依据，指出了CO₂-EOR工程选址遵循“CO₂封存与驱油双统一”、安全性、经济性的专属性原则，并从CO₂-EOR工程选址的地质、工程、安全、经济4个要素开展了较详尽系统的研究，定性-定量构建了“4+8+27”CO₂-EOR工程选址三级指标评价体系(GESE)，以期为油藏开展CO₂     

HY分子筛的SO2吸附性能研究

以3种不同硅铝比的HY分子筛HY-1,HY-2,HY-3为吸附剂,在小型固定床评价装置上进行SO2动态吸附试验,考察HY分子筛的SO2吸附性能,得到饱和吸附容量与分子筛硅铝比的关系。釆用BET比表面积测试、X射线衍射、X射线荧光光谱和CO2/O2程序升温脱附等分析手段对HY-1,HY-2,HY-3进行物理化学性质表征,并将表征结果与SO2动态吸附试验结果相关联。结果表明：随着硅铝比增大,HY分子筛HY-1,HY-2,HY-3的SO2穿透时间依次减短,饱和吸附容量依次减小,增大硅铝比不利于HY分子筛吸附SO2;HY分子筛的SO2饱和吸附容量与其表面碱性位含量成正比;分子筛对SO2的吸附性能与其表面氧物种和含量直接相关,随硅铝比增大,HY分子筛表面化学吸附氧含量依次降低,其化学吸附SO2的量也依次降低。     

HY分子筛吸附脱除油品中碱性氮化物的研究

以自制的HY分子筛为吸附剂,对含喹啉的十二烷模拟油品进行吸附分离试验,研究了影响吸附量的主要因素以及吸附工艺条件,应用Yoon-Nelson和Boltzmann 方程来拟合吸附穿透曲线。实验结果表明,HY分子筛的最佳焙烧温度为773 K、最佳吸附温度为373 K、最适宜的剂油质量比为0.03、达到饱和吸附量所需要的时间为30 min,在此条件下HY分子筛脱氮率为50.4 %;Boltzmann 方程能够很好的拟合穿透曲线,实验数据与模拟值吻合良好。     

Mn/Al-SBA-15动态吸附脱硫性能研究

在微型固定床反应器上,以Mn/Al-SBA-15为吸附剂,进行了动态吸附脱除噻吩实验,考察了其动态吸附脱硫工艺条件及吸附动力学性能。结果表明:噻吩在Mn/Al-SBA-15上吸附最佳床层温度为80℃,空速为2h~(-1);二级动力学模型能较好地描述Mn/Al-SBA-15对模拟油中噻吩的吸附动力学过程,吸附表观活化能为Ea=14.64kJ/mol,化学吸附为速控步骤。Boltzmann模型的非线性拟合的相关系数R~20.99,可信度较高。     

助模板剂对MCM—41分子筛孔结构和性能的影响

在硅酸钠－硫酸铝－十六烷基三甲基氯化铵－水体系中，加入不同类型，如正庚烷、三甲基苯和十二胺的有机助模板剂（简称助剂）进行ＭＣＭ－４１分子筛的合成试验，并用ＸＲＤ、ＩＲ及Ｎ２吸附等方法考察了助剂对ＭＣＭ－４１分子筛孔径、热稳定性及酸性的影响。结果表明，十二胺助剂对ＭＣＭ－４１分子筛的孔径影响最大，但热稳定性较差，相比之下，三甲基苯助剂合成的ＭＣＭ－４１分子筛具有孔径大、热稳定性好和酸性特征较好的特点。     

含铬分子筛催化环己基过氧化氢分解反应研究

研究了含铬分子筛催化环己基过氧化氢分解制备环己酮（醇）的反应。结果表明，在分子筛质量分数为1％、常压、80℃、反应1h的条件下，Cr-Silicalite-1和Cr-APO-5分子筛催化分解转化率分别达到96．7％和86．8％，环己酮和环己醇总选择性分别为113．4％和117．9％。铬流失是造成含铬分子筛不可逆失活的原因，分子筛骨架中高度分散的六配位铬原子具有较好的催化活性和稳定性。     

无粘结剂5A分子筛吸附分离正构烃的结焦失活研究

对比了1-己烯、正己烷和环己烯在无粘结剂5A分子筛上的结焦情况。探讨了吸附温度、吸附质分压及粘结剂对结焦性能的影响。对5A分子筛的结焦机理进行了分析。并对1-己烯在无粘结剂分子筛上的结焦动力学进行了研究。结果表明,1-己烯更易引起分子筛的结焦失活。分子筛的结焦量和失活度随温度和吸附质分压的增加而增加。有粘结剂分子筛的结焦量和失活度大于无粘结剂分子筛。温度623 K、时间30 min、吸附质分压40 KPa时,1-己烯在无粘结剂和有粘结剂分子筛上的结焦量分别为0.019 g/g和0.026 g/g,相应失活度分别为16.4%和28.2%。烯烃分子通过氢转移、环化和聚合等反应生成焦炭。结焦过程遵循连串反应机理。温度在623 K时,1-己烯在无粘结剂5A分子筛上的结焦反应速率可表示为：C = 1.37×10-3(1-DD/100)pHt。     

胺基功能化HMS介孔分子筛的表征及其对重金属离子的吸附性能

 以接枝法合成了胺基功能化HMS介孔分子筛,采用元素分析、酸碱滴定、银量滴定、X-射线衍射分析、N2吸附-脱附、红外光谱和热重分析手段进行了表征,并进行了重金属离子吸附性能实验。结果表明,HMS表面成功地接枝上了胺基。胺基功能化后HMS对重金属离子吸附能力增强,并且随着样品表面胺基含量增加而增强。连续使用3次后,以HMS-NH2-6样品为例,对Cu2+和Cd2+的重金属离子吸附率仍保持在81.32%和88.54%,表明该样品具有较好的重复使用性能。     

铁掺杂介孔磷铝分子筛催化苯酚羟基化反应性能

以水热晶化法合成了Fe掺杂介孔磷铝分子筛,并采用XRD、N2吸附、UV-Vis等手段对其进行了表征,还研究了其在苯酚羟基化反应中的催化性能及工艺条件对苯酚羟基化反应的影响。结果表明,合成的Fe掺杂介孔磷铝分子筛具有介孔结构,有较高的比表面积。焙烧后的Fe掺杂磷铝分子筛中,Fe3+主要以四配位的形式存在于分子筛骨架中。以水为反应介质,在反应温度80 ℃、反应时间6 h、苯酚/H2O2摩尔比为3的条件下,苯酚的转化率达到21.0 %、邻苯二酚和对苯二酚的选择性分别达到66.8 %和31.4 %。     

C2H4,CO2在分子筛上的吸附与分离

为回收利用石化生产装置的排放气和尾气中的Ｃ２Ｈ４,在Ｃａｈｎ－２０００电子天平上,采用重量法测定了Ｃ２Ｈ４、ＣＯ２气体在５Ａ分子筛和碳分子筛吸附剂上的吸附等温线和吸附速率曲线。结果表明,用碳分子筛作吸附剂,利用ＣＯ２的吸附速率远大于Ｃ２Ｈ４的吸附速率,可实现两种气体之间的分离。在双塔变压吸附分离装置上进行了Ｃ２Ｈ４－ＣＯ２气体混合物的分离试验,考察了吸附时间、吸附压力等条件对吸附分离性能的影响。结果表明,碳分子筛可有效地吸附脱除混合气中的ＣＯ２。     

分子筛网络资源的检索与利用

详细介绍了Ineternet上关于分子筛的网络资源的检索与利用，内容包括如何检索有关分子筛的专利和国内外期刊，并介绍了分子筛国际机构及国内主要研究单位的网络资源等，为快速有效地获取关于分子筛的文献资料提供了便捷的手段。