乙烷-丙烷混合裂解反应机理的二维模拟

利用FLUENT软件构建乙烷-丙烷混合裂解反应一维模型和二维模型，分别模拟反应管物料径向流速、温度、浓度分布及自由基浓度分布对乙烷-丙烷混合裂解过程的影响。结果表明：传递过程与裂解过程有耦合作用，径向扩散过程使烷烃裂解温度降低；二维模拟时CH₄和C₂H₄浓度比一维模拟时高，而H₂,C₂H₆,C₃H₆浓度略低；乙烷-丙烷混合裂解主要由丙烷断链实现链引发，乙烷与丙烷共同参与链传递过程；乙烷-丙烷混合裂解时体系中存在H·,CH₃·,C₂H₅·,i-C₃H₇·,n-C₃H₇·自由基，C₂H₅·,i-C₃H₇·,n-C₃H₇·自由基的浓度需要...     

反常辉光放电下CH4-CO2转化制合成气

在常压下，利用一种新型的反常辉光放电反应器，使CO₂重整CH₄制取合成气。实验表明，反应体系输入功率、原料气配比和流量等对反应结果有着较大影响。在常压下，当输入功率为437 W、n(CH₄)∶n(CO₂)＝4∶6及流量为140 mL/min时，CH₄和CO₂的转化率分别高达91.9％和83.2％，并且CO和H₂的选择性分别为82.4％和62.1％。通过调配原料的配比，可以得到不同n(H₂)∶n(CO)比值的合成气。     

水蒸气添加下介质阻挡放电CO2重整CH4反应研究

基于介质阻挡放电(DBD)装置，在添加水蒸气的情况下进行CO₂重整CH₄反应，考察水/碳摩尔比对放电特性和反应性能的影响。结果表明：在固定放电功率条件下，使DBD具有最强电荷传输能力和最高反应活性的最佳水/碳摩尔比为0.5;在常见产物合成气、烃类化合物的基础上，主要液态产物为甲醇、乙醇、乙酸和丙酸；在水/碳摩尔比为0.5的条件下，反应物转化率、H₂和CO产率、气相产物的选择性以及转化反应物、生成合成气和烃类化合物的能量效率达到最大值；增加水/碳摩尔比在抑制醇类化合物生成的同时促进酸类化合物的产生，由于总的液相产物生成量随着水/碳摩尔比的增加而逐渐减低，因而对应的能量效率也随之降低。此外，添加水蒸气能促使DBD CO₂重整CH₄反应保持良好的稳定性。     

分子筛类型对正戊烷催化裂解反应性能的影响

为了解决石脑油中正戊烷难以高效催化裂解为低碳烯烃的问题,先采用Aspen Plus模拟软件对正戊烷的催化裂解反应进行热力学平衡分析,然后考察分子筛类型对正戊烷催化裂解的低碳烯烃收率和选择性的影响规律。对正戊烷的催化裂解反应进行热力学分析的结果表明,当反应温度高于650 ℃时,丙烯和乙烯的质量比m(C₃H₆)/m(C₂H₄)<1,且低碳烯烃(C₂H₄+C₃H₆+C₄H₈)的收率开始增速缓慢。因此,综合考虑m(C₃H₆)/m(C₂H₄)和低碳烯烃收率,选择在反应温度650 ℃下考察正戊烷在不同类型分子筛上的催化裂解反应性能。结果表明：在MTT分子筛上催化裂解的低碳烯烃选择性较高,在温度为650 ℃、压力为0.1MPa、MHSV为540 h^-1的反应条件下,正戊烷在MTT分子筛上催化裂解的低碳烯烃(C₂H₄+C₃H₆+C₄H₈)选择性为55.21%。通过对催化裂解过程的裂解和氢转移反应的分析,表明小孔径的MTT分子筛能够抑制双分子反应,包括双分子裂解反应和双分子氢转移反应,从而提高低碳烯烃的选择性。     

等离子体作用下CH4-CO2重整制取合成气工艺过程数值模拟

随着温室气体CH₄与CO₂排放量的逐年增加，全球气温上升、全球变暖加剧。CH₄-CO₂重整(CRM)能够有效降低温室气体的排放量，且重整产物为合成气(CO和H₂)，能提高碳资源的利用率。通过CRM装置完成了反应过程及产物分析，结合流体仿真软件Fluent与化工模拟软件Chemkin模拟揭示了等离子体作用下CRM制合成气反应过程中进料速率、进料比(n(CO₂):n(CH₄))及等离子体功率对反应器内部温度场与浓度场分布的影响规律。结果表明，随着进料速率提高，物流在反应器内涡流作用加剧，导致反应器底部温度变高，CH₄所参与副反应的平衡向正方向移动，参与主反应的CH₄减少，对CO、H₂的选择性降低。相同进料速率下，进料比越大，目标产物产量越高，过量的CO₂发生副反应，导致CO的增量大于H₂的增量。大功率等离子体提供的高温环境会促进C...     

不同组成C4的催化裂解反应规律

在小型固定流化床装置上考察了3种组成差异较大的C₄催化裂解反应性能，以及催化剂性质对C₄催化裂解反应的影响。实验结果表明，C₄中烯烃的含量越高，转化率、乙烯和丙烯产率越高；催化剂具有更高的活性、更大的比表面积和孔体积、更高的酸量及较低的金属含量有利于C₄烯烃的转化，并生成更多的乙烯和丙烯。在催化裂解过程中，只需考虑C₄烯烃的转化及其对乙烯和丙烯的贡献。C₄烯烃低聚生成的C₈碳正离子先裂解生成1分子丙烯和1分子戊基碳正离子，戊基碳正离子与C₄烯烃进一步发生低聚反应生成C₉碳正离子或不再发生反应，使得产物的丙烯/乙烯摩尔比大于2。对C₄进行预处理或开发其他反应与催化裂解耦合的新技术，能够有效提高C₄的利用率以及乙烯和丙烯的产率。     

硫酸盐热化学反应蚀变天然气模拟

高H₂S天然气一般被认为是硫酸盐热化学还原反应(TSR)的结果。在高温高压不饱和水蒸气条件下对天然气与硫酸镁TSR反应进行了热模拟实验研究,确定了TSR反应途径,探讨了TSR可能的地质影响因素。结果表明,天然气与硫酸镁反应主要生成MgO、H₂S、CO₂及焦炭等产物,随着模拟温度升高,TSR转化率逐渐增大,天然气中总烃含量减少,CH₄比例逐渐增大,C₂H₆与C₃H₈ 含量呈递减趋势。干燥系数与CO₂含量呈明显的正相关关系,干燥系数与H₂S含量以及CO₂与H₂S含量之间正相关性低,这可能是由于TSR不同阶段主要控制因素不同导致的。地质条件下,高硫化氢天然气的形成与演变很可能受控于温度、碳链长度、金属离子、水和硫化氢含量这几种主要因素。     

油气燃料临界燃烧和超临界燃烧的基础理论

利用热力学基本定律和常用状态方程vdW EOS、RK EOS、SRK EOS、PR EOS及PG EOS，对CH₄、C₂H₆、C₃H₈、C₈H₁₈、C₁₆H₃₄等的临界温度、临界压力、临界比容三者之间的相互关系进行了理论计算。还计算了He、H₂、N₂、O₂、CO、CO₂和水蒸气等的物性参数，并分别与其临界试验参数进行了对比分析。结果表明：理想气体状态方程PG EOS得到的结果最差，它对这些物质临界压力计算的平均误差高达260%以上，对临界温度计算的平均误差也在72%以上；而PR EOS得到的结果最好，且对临界温度计算的平均误差不足0.2%，最大误差在0.6%以下，对临界压力计算的平均误差则小于0.8%；其余EOS对物质临界参数的描述则介于二者之间。其中：vdW EOS对这些物质临界压力描述的最大误差在60%以上，平均误差在14%以上；RK EOS和SRK EOS对临界压力描述的最大误差均在13%以上，平均误差在2.6%左右，但SRK EOS对临界温度的总体描述要好于RK EOS。因此，PG EOS不能用来表述这些物质临界参数之间的相互关系，而PR EOS和SRK EOS可对这些物质临界参数之间的相互关系作出相对较好的描述。     

基于单循环混合冷剂的天然气液化工艺优化研究

为降低液化天然气的单位生产能耗,解决单循环混合冷剂液化工艺中冷剂配比及参数优化的问题,在筛选混合冷剂的前提下,通过混料实验确定了不同冷剂配比下的工艺比功耗和冷剂循环量,在约束条件的限制下,利用回归方程获取了混合冷剂的最佳配比,并进一步优化了冷箱入口混合冷剂的节点参数。结果表明,对于制冷温区为30～-160℃的工艺而言,N₂、CH₄、C₂H₄、C₃H₈和i C₅H₁₂作为混合冷剂的效果较好:最佳混合冷剂配比为N₂:CH₄:C₂H₄:C₃H₈:i C₅H₁₂=8.85%:25.60%:30.55%:19.00%:16.00%,两级压缩机的出口压力有所上升,换热器的出口温度有所降低;冷剂循环量降低,降幅为13.63%;比功耗降低,降幅为25.88...     

C6H11NO/2TsOH型低共熔溶剂的制备及其催化氧化脱硫性能

通过加热溶解己内酰胺和对甲苯磺酸的混合物制备CC₆H₁₁NO/2TsOH型低共熔溶剂(DESs),并对 C₆H₁₁NO/2TsOH进行红外和氢谱分析。以C₆H₁₁NO/2TsOH为萃取剂和催化剂,H₂O₂为氧化剂,催化氧化脱除模拟油中的硫化物。考察了反应温度、n(H₂O₂)/n(S)、C₆H₁₁NO/2TsOH用量和不同硫化物类型对脱硫效果的影响。结果表明：在低共熔溶剂加入量为1.0 g、温度为60 ℃、n(H₂O₂)/n(S)=4、模拟油体积为5 mL的反应条件下,C₆H₁₁NO/2TsOH对二苯并噻吩(DBT)、4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)和苯并噻吩(BT)的脱除率分别为97.32%、86.60%、77.80%;C₆H₁₁NO/2TsOH循环使用5次,催化活性无明显下降;动力学分析表明,作用下的氧化脱硫过程符合一级反应动力学。     

水力空化场苯-甲醇低温烷基化制备二甲苯

基于文丘里型空化管的水力空化场强化,苯与甲醇在低温下进行烷基化反应;采用气相色谱 质谱联用分析反应产物,考察反应条件对反应效果的影响,并根据产物分布,推测并验证了反应历程。结果表明：在水力空化条件下,苯与甲醇在低温下发生了烷基化反应,其主要反应产物为甲苯、二甲苯和乙苯。最佳反应条件为：空化管入口压力0.4 MPa,反应终温40 ℃,苯摩尔分数20%,时间40 min。该反应历程为：在水力空化场强化下,苯与甲醇解离生成·C₆H₅、·H、·CH₃和·OH,继而·C₆H₅与·CH₃和·H发生自由基串联反应,依次生成烷基苯和烷基环烷烃,·OH与·C₆H₅或·H发生自由基反应,分别生成苯酚或水。     

天然气水蒸气重整制氢技术的能耗及成本分析

以工业天然气制氢装置的工艺参数为基础,利用Aspen Plus流程模拟软件建立了天然气制氢工艺模型,并以此对不同工艺参数下制氢过程的能耗、物耗、H₂成本和碳排放强度进行考察。模拟计算结果表明：CH₄裂解反应是导致转化单元积炭的主要原因,高水碳比有利于抑制热力学积炭的形成;低水碳比、低转化气CH₄含量和高变压吸附(PSA)H₂收率有利于制氢装置节能降耗,降低H₂生产成本,减少碳排放,三者对制氢装置的影响程度由高到低的顺序为水碳比>PSA单元H₂收率>转化气CH₄含量;中变气CO含量的变化对制氢装置的能耗、物耗、成本和碳排放强度无明显影响。     

我国高含硫化氢气的成因

根据我国发育高含硫化氢气所在地层组合类型和特点等,可把其成因归纳为以下几种:1.还原型:H₂S是由于硫酸盐在烃类或有机质参与下的高温化学还原作用产物,其形成可用以下反应式概括之:2C+CaSO₄+H₂O→CaCO₃+H₂S+CO₂ (1) ∑CH+CaSO₄→CaCO₃+H₂S+H₂O (2) (1)式中C为生油岩中有机化合物的碳;(2)式中∑CH为烃气(C_nH_2n+2),或为石油(LHC),或者两者皆有。     

Phase Behaviour and Physical Properties of Alkane Solvent(s)/CO2/N2/DME/Water/Heavy Oil Systems under Reservoir Conditions

The hybrid steam-solvent injection has been considered as a promising technique for enhancing heavy oil/bitumen recov‐ery,while its main mechanisms including the heat transferred and dissolution of solvents (e.g.,CH₄,C₂H₆,C₃H₈,C₄H₁₀,CO₂,N₂,and DME) into heavy oil/bitumen to reduce its viscosity and swell it are closely related to the phase behaviour of the solvents/water/heavy oil systems.To allow ...     

江汉盆地南部监利地区浅层生物气的发现及成因

江汉盆地南部监利地区由于农田灌溉打水井,偶然发现井水抽出时伴有气体流出,点燃后能长时间燃烧。为此,对该地区的浅层气进行了采样分析。结果表明,浅层天然气气样CH₄含量介于44.11%~51.57%之间,均值为47.03%,不含C₂H₆及其他重烃气体,干燥系数(C₁/C_1-5)为1,属典型干气。CH₄碳同位素值介于-70.8‰ ~-71.0‰之间,均值为-70.9‰,CH₄氢同位素值介于 -223‰~-226‰之间,均值为-224‰,CO₂碳同位素值介于-12.6‰~-14.7‰之间,均值为-13.9‰,同位素特征表明研究区浅层气为氢气还原二氧化碳途径生成的生物气。通过与江浙-沿海平原、长江三角洲和洞庭盆地的第四系浅层生物气赋存特征进行对比,进一步明确了研究区内第四系生物气成藏特征,认为研究区第四系浅层生物气具有进一步勘察和研究的潜力。     

烷基脒表面活性剂的合成及性能

合成了包含不同烷基(辛烷基、癸烷基、十二烷基)链和反离子(HCO₃^-,C₆H₅COO^-,CH₃COO^-,C₂H₅COO^-,C₃H₇COO^-)的烷基脒表面活性剂，并测定了这些烷基脒表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)及CMC下的表面张力(γ_cmc)。实验结果表明，烷基脒碳酸氢盐在去离子水中的CMC为0.6～21.7 mmol/L，此时γ_cmc可降至24.11～27.40 mN/m；反离子由碳酸氢盐变为羧酸盐，γ_cmc基本不变，但CMC显著降低；去离子水中加入0.5%～5.0%(w)的NaCl，对十二烷基脒丙酸盐的CMC与γ_cmc基本无影响。     

乙烯/1-辛烯连续溶液聚合及反应动力学

以茂金属化合物Ph₂C(C₅H₄)(C₂₉H₃₆)ZrCl₂为主催化剂，有机硼化物[Ph₃C][B(C₆F₅)₄]和Al(i-Bu)₃为助催化剂，通过连续溶液聚合催化乙烯/1-辛烯共聚，利用NMR、通过改变聚合工艺条件研究了反应动力学。实验结果表明，Ph₂C(C₅H₄)(C₂₉H₃₆)ZrCl₂/[Ph₃C][B(C₆F₅)₄]/Al(i-Bu)₃催化体系下，乙烯/1-辛烯共聚符合一阶马尔可夫模型；乙烯/1-辛烯共聚物呈随机分布，随反应温度的升高，乙烯竞聚率逐渐增大，1-辛烯竞聚率基本不变，提高反应温度可以提高...     

用H2O2再生被H2S污染的天然气吸附剂

考察了吸附剂K-1对H₂S的吸附特性和H₂S滞留比对CH₄吸附能力的影响，研究了H₂O₂溶液浓度对吸附剂性能的影响，以及H₂O₂溶液氧化法在不同H₂S滞留比时吸附剂的再生效率。实验结果显示，吸附剂对H₂S具有很强的吸附能力和吸附不可逆性，滞留H₂S可导致吸附剂对CH₄吸附能力大幅下降；H₂O₂溶液浓度应控制在12% (重量分数)以下，高浓度的H₂O₂溶液会破坏吸附剂本身的孔结构，H₂O₂溶液氧化法对H₂S污染型，尤其是低污染型吸附剂具有很好的再生效果。通过对重复再生吸附剂的结构参数和再生产物的分析，讨论了H₂O₂溶液氧化法的再生机理。     

油页岩干酪根热解产物特性研究

采用裂解色谱（PY-GC-MS）、电子顺磁共振波谱（EPR）和红外光谱（FTIR）等技术手段，分析了Estonia油页岩中干酪根及其热解产物的结构特性，研究了不同温度下中间产物与最终产物的关联性。结果显示：油页岩热解符合干酪根热解为中间产物热沥青，热沥青再热解为页岩油、干馏气和半焦等产物反应路径，中间产物热沥青的生成趋势反映了终产物的生成速率变化；H₂、CH₄和C₂~C₅组分主要来自热沥青中脂肪烃的芳构化、芳香族化合物烷基侧链的断裂及含氧化合物的缩聚等，干酪根热解产生的烷烃和烯烃类化合物是产油气的主要组分。干酪根和页岩油的自由基自旋浓度明显低于热沥青和半焦；半焦g值最大，干酪根次之，热沥青和页岩油的g值偏低。     

微型流化床中萘催化裂解生成H2和CH4反应动力学研究

生物质气化是生物质能代替化石能源中最具吸引力的方法之一,而生物质气化焦油中萘是最稳定、难以分解的环烃之一。选取萘作为气化焦油模型化合物,利用浸渍法制备了Cu/Ni负载橄榄石催化剂(15Ni/O、9Cu/6Ni/O、15Cu/O),在微型流化床反应器(MFBRA)中,采用模型拟合法计算了萘催化裂解生成H₂和CH₄的动力学参数,评价了双金属催化剂的性能。结果表明,所选的机理函数G(16)、G(20)和G(24)均满足不同催化剂催化裂解萘生成H₂和CH₄的反应。不同CuO和NiO质量分数的催化剂H₂的生成活化能(E_a)值大小顺序为SiO₂> 15Ni/O>橄榄石> 15Cu/O> 9Cu/6Ni/O,CH₄的E_a值大小顺序为橄榄石> 15Ni/O> SiO₂> 9Cu/6Ni/O> 15Cu/O。萘在9Cu/6Ni/O催化剂上裂...