二氧化碳置换甲烷水合物的实验研究

CO2置换CH4水合物是一种开发CH4的新方法,该方法既可以开发CH4,又可以永久储存CO2。通过自行优化设计的实验装置,研究了石英砂介质体系中温度和压力对置换效率的影响。实验结果表明,在置换压力为2.5MPa,温度为273.15K、274.15K、275.15K、276.15K、277.15K、278.15K时,置换率分别为1.75%、6.99%、13.43%、5.53%、22.64%、44.90%;在温度为275.15K,置换压力为2.0MPa、2.5MPa、3.0MPa、3.5MPa时,置换效率分别为37.11%、13.43%、3.44%、4.58%。可见,温度和压力都是推动CO2置换CH4水合物反应的影响因素。     

甲烷水合物在石英砂中生成过程研究

在初始压力Pin=13．0MPa±0．2MPa,过冷度Twup=14．2K±0．1K条件下,研究了7种不同粒径石英砂中甲烷水合物生成诱导期、生成时间以及孔隙水“记忆效应”的影响。结果显示,石英砂中诱导期较纯水中明显缩短;石英砂粒径减小,诱导期变长。孔隙水“记忆效应”极大缩短甲烷水合物诱导期,并表现出随机性。石英砂中甲烷水合物生成时间与石英砂粒径、孔隙水“记忆效应”的关系与诱导期类似。分析认为石英砂颗粒提供更多成核中心,而孔隙减小阻碍了甲烷的扩散。     

共沉淀法制备LaMnAl11 O19-δ催化剂及其甲烷燃烧催化活性的研究

以甲烷催化燃烧为目标反应,分别采用了碳酸铵和氨水为沉淀剂的共沉淀法制备了Mn取代的镧六铝酸盐催化剂。在不同的焙烧温度下通过物相分析,确定了最佳焙烧温度。用BET、XRD进行了物性表征,研究了沉淀剂的种类和沉淀温度对所制备催化剂的化学结构及甲烷催化燃烧活性的影响,最后考察了不同碳酸铵加入量下所得催化剂性能。结果表明：在1200℃左右焙烧4h可以形成完整的六铝酸盐晶型。氨水做沉淀剂在不同温度下所制备的催化剂从比表面积和活性上来看均不如碳酸铵所得催化剂。当沉淀温度为90℃、n（碳酸铵）／n（M^2＋）（其中M^2＋为带两个正电荷的金属离子）1．5时,所得催化剂的活性最高,起燃温度Tm为471℃,完全转化温度T90%为662℃。     

助剂Mg对甲烷自热重整Ni/γ-Al2O3催化剂的影响

采用共沉淀法制备一系列Mg改性的γ-Al2O3载体,用等体积浸渍法制备10%（w）Ni基催化剂,研究助剂Mg对甲烷自热重整制氢反应的影响。结果表明：碱土金属Mg的添加提高了Ni基催化剂的活性和稳定性,在反应温度800℃,甲烷空速为4800h^-1,n（CH4）∶n（O2）∶n（H2O）=1.0∶0.5∶2.5,Ni/10%MgO-Al2O3催化剂的催化性能最好,CH4的转化率高达97.2%,H2收率达89.8%。XRD和TPR表征结果表明,Mg的添加抑制了催化剂中NiAl2O4尖晶石的形成,增强了NiO与载体之间的相互作用,提高了活性组分NiO的分散。     

燃烧法合成大比表面钙钛矿复合氧化物研究

采用燃烧法合成大比表面钙钛矿型复合氧化物多孔材料LaCoO3和La0.95Sr0.05Ni0.05Co0.95O3,通过XRD、IR和BET技术考察了多孔材料的晶体结构、表面形态结构、比表面积、平均孔径和平均孔体积。结果表明,采用燃烧法合成的多孔材料归属于钙钛矿型复合氧化物。对于La-CoO3化合物,A位掺杂的Sr2＋和B位掺杂的Ni2＋均进入了晶格,分别取代晶格内相应位置上的La3＋和Co2＋。但La0.95Sr0.05Ni0.05Co0.95O3的XRD图谱峰强度降低、衍射峰变宽。样品粉体的吸附脱附等温线存在一明显的滞后环,表明样品为多孔材料。掺杂样品材料的平均孔径、比表面积和平均孔容等性能参数比未掺杂的样品均有改善。甲烷催化燃烧实验表明,样品具有良好的催化活性。     

Comparison of Alkali Metal Promoted MgO Catalysts for Their Surface Acidity/Basicity and Catalytic Activity/Selectivity in the Oxidative Coupling of Methane

Alkali metal (viz. Li, Na, K, Rb and Cs) promoted MgO catalysts (with an alkali metal/Mg ratio of 0·1) calcined at 750°C have been compared for their surface properties (viz. surface area, morphology, acidity and acid strength distribution, basicity and base strength distribution, etc.) and catalytic activity/selectivity in the oxidative coupling of methane (OCM) to C₂-hydrocarbons at different temperatures (700–750°C), CH₄/O₂ ratios (4·0 and 8·0) in feed, and space velocities (10320 cm³ g⁻¹ h⁻¹). The surface and catalytic properties of alkali metal promoted MgO catalysts are found to be strongly influenced by the alkali metal promoter and the calcination temperature of the catalysts. A close relationship between the surface density of strong basic sites and the rate of C₂-hydrocarbons formation per unit surface area of the catalysts has been observed. Among the catalysts calcined at 750°C, the best performance in the OCM is shown by Li–MgO (at 750°C). © 1997 SCI.     

合成三酚基甲烷三缩水甘油醚工艺研究

三酚基甲烷三缩水甘油醚是一种耐高温环氧树脂,具有良好的韧性和加工性能。这种树脂广泛用于高性能复合材料、封装材料等领域。主要研究以苯酚和对羟基苯甲醛为原料合成三酚基甲烷,再以三酚基甲烷与环氧氯丙烷(ECH)缩合制备三酚基甲烷三缩水甘油醚。通过不同反应条件的对比,得出制备优质三酚基甲烷三缩水甘油醚的最佳工艺条件。     

低压低渗煤层气多分支水平井开发关键技术研究——以沁水盆地郑庄区块15号煤层为例

沁水盆地太原组15号煤层总体低压低渗低饱和,煤储层相对较薄,地质条件复杂,煤层气井产量普遍偏低。以沁水盆地郑庄区块为研究对象,依据本区15号煤层LDP-22H多分支水平井的成功开发经验,全面论述低压低渗煤储层煤层气钻完井工艺、标志层判定、井眼轨迹控制等关键技术。结果表明：采用钻井-录井-测井一体化地质导向技术可以有效卡准目的煤层,同时实时修正钻头轨迹,煤层平均钻遇率在97%以上,极大地提升了煤层有效进尺。865 d的排采实践表明,LDP-22H多分支水平井日产气量突破15万m3,日产气量稳定在8万m3左右,全程累计产气量为2091.5469.3 万m3,实现了超高产和稳产,标志着多分支水平井在低压低渗煤储层煤层气高效开发上有较好的适用性。另一方面,多分支水平井要优化井位,加强水平井底部位排采能力,稳定压降速率,减小对煤储层渗透率敏感性伤害,提高排采的连续性,减少停泵和检修作业频次,保证产能的延续性。     

煤层气水平井高效钻进关键技术研究——以山西沁水盆地某煤层气区块为例

为提高煤层气资源开发利用效率,针对常规远端伽马和EMWD仪器判层不及时,薄煤层分辨率低,井眼轨迹易出层等难题,提出一种基于近钻头地质导向的高效钻进技术。以山西省沁水盆地某煤层气区块为工程实例,对区块内布置的多口水平井施工情况、应用特点及效果等进行阐述,总结出一套可推广、可复制的煤层气水平井高效钻进技术工艺,包括采用柔性钻具组合、选择合理钻进参数、结合井眼轨迹精细化控制技术等,为煤层气高效开发利用提供技术参考。     

甲烷在钯基催化剂上脱氢的分子模拟

为探明甲烷在钯基二聚体催化剂上脱氢反应过程的微观机理,对甲烷燃烧催化剂的设计与使用提供指导。在M06L/6-311++G(d,p)+SDD//M06L/6-311G(d,p)+LANL2DZ基组水平上,采用密度泛函理论(DFT)对甲烷在钯基二聚体催化剂(Pd2、PdPt和PdNi)上的脱氢过程进行了研究。对比了甲烷在催化剂Pd2、PdPt和PdNi上反应的能垒(Eb)、活化能(Ea)及反应速率常数(k),结果表明:CH2→CH是甲烷在二聚体Pd2反应的速率控制步骤(RDS),而CH3→CH2是催化剂PdPt和PdNi反应的RDS;钯基二聚体催化剂对甲烷脱氢的催化活性顺序为PdPt>Pd2>PdNi;抗积炭性能顺序为PdNi>Pd2>PdPt。PdPt适用于要求催化效率较高的项目,而抗积炭性能较好的PdNi催化剂可用于大型工业催化。