提高质子交换膜燃料电池用碳纤维纸均匀性的研究

以聚丙烯腈基短切碳纤维为原料,通过湿法成形工艺制备碳纤维纸（简称碳纸）原纸,利用现代分析仪器表征不同处理条件下碳纤维的表面形貌、化学结构及元素价态,观察不同处理条件下碳纤维的分散性及其制备的碳纸原纸的均匀性,研究了高温空气氧化处理的最佳工艺条件。结果表明,经过高温空气氧化处理后,碳纤维表面的氧元素和含氧官能团的含量均显著提高,碳纤维在水中的分散性明显改善,碳纸原纸的均匀性明显提高,电阻率的离散系数从0.22下降到0.05。因此,最佳高温空气氧化改性碳纤维的条件是氧化温度500 ℃、氧化时间2 h。     

炼厂氢气系统与轻烃回收系统的集成优化

氢气作为现代化炼厂必要的公用工程之一,在炼油成本中占相当高的比例。节氢是炼厂日常工作中提高炼厂氢气利用率的一项重要内容。从炼厂氢气系统技术构成与特点入手,分析了当前氢气系统优化的策略和方法,比较了各种优化方法的技术局限性。针对炼厂氢气系统与燃料气系统、轻烃系统不可分割的关联性,提出氢气系统与轻烃回收系统集成优化的方法和策略,并应用具体案例对集成优化方法进行分析、对比,得出炼厂氢气系统和轻烃回收系统进行集成优化的方法是科学合理的,有必要在开展炼厂氢资源优化工作时将轻烃回收纳入其中。     

炼厂吸收稳定新工艺探讨

针对吸收稳定系统"干气不干"、液化气收率低的问题,通过分析现有工艺存在的问题,提出了解吸塔再平衡工艺技术,并进行了模拟计算和水力学分析,验证了工艺技术的可行性。研究表明,新工艺技术可降低干气中C+3组分体积分数,提高液化气收率,经济效益显著。     

两种中东减压渣油非等温热转化反应的热重法研究

采用热重法对科威特减渣、沙特减渣及其四组分的非等温热转化反应进行了研究,获得了减压渣油及亚组分热转化行为的基本特征。结果表明：渣油中的饱和分、芳香分对胶质、沥青质热转化反应活性具有促进作用,沥青质、胶质的热稳定性明显高于饱和分及芳香分。渣油及其四组分的热裂化反应可划分为两个温度区间,每一温区都服从一级动力学反应,两温区活化能差别较大,各温度区间内不同组分的活化能也不相同。     

制氢装置建模分析与优化研究

烃类蒸汽转化制氢装置是炼化企业重要的供氢装置。应用化工流程模拟软件Aspen Plus开发了天然气水蒸汽重整转化制氢生产工艺数学模型,并以某炼厂实际装置为研究对象,考察了模型计算的准确性,模拟结果与生产实际数据吻合较好,说明所建流程模拟模型及热力学物性方程选择正确。考察了水碳比、转化温度、转化压力、制氢原料等因素变化对装置生产的影响,为装置生产操作调优提供技术指导。     

大型地下室底板、顶板裂缝处理措施方案

随着大型建筑地下室的不断出现，其顶板、底板裂缝也越来越常见。本文结合工程事例，针对大型地下室底板、顶板中出现的裂缝现象，提出了相应的处理措施。     

基于分子集总的氢阱装置的模拟与优化

为了降低氢阱装置氢耗,提高氢气利用效率,基于分子集总对氢阱装置进行模拟与优化。以某炼厂800 kt/a催化裂化柴油改质装置为例,通过Aspen HYSYS软件对加氢反应过程进行分子集总模拟,建立了能准确反映装置现场运行工况的模型,分析了温度、压力、氢源对反应的影响以及装置的氢耗,并以此为依据提出优化方案。在保持柴油产品多环芳烃含量不变的前提下,优化方案可降低装置氢耗5.5%,同时降低循环氢压缩机及原料加热炉负荷,共降低装置操作费用868万元/a。     

Ni/γ-Al2O3/FeCrAl丝网催化剂的制备及其甲烷水蒸气重整制氢催化性能

采用浆液法制备用于甲烷水蒸汽重整制氢（MSR）的Ni/γ-Al2O3/FeCrAl网状催化剂,利用扫描电子显微镜,X射线衍射,氮气物理吸附,热震法和超声振荡法研究该催化剂的表面形貌,晶型结构,孔特性,热稳定性和涂层与基体间的结合性能。采用自行搭建的MSR试验系统,以甲烷转化率为指标对自制网状催化剂和商用颗粒型催化剂在不同反应温度和空速下的反应性能进行评价。结果表明：与商用颗粒型催化剂相比,自制网状催化剂具有更高的比表面积,在高空速下的甲烷转化率明显更优。但自制网状催化剂应用于MSR反应还存在产物中CO含量较高、催化剂易出现积炭等问题,有待进一步优化催化剂的活性组分。     

炼油厂氢气网络集成优化研究

通过构建供氢装置、耗氢装置、氢回收装置等通用基础模型,结合炼油厂氢气系统现状,开发了氢气系统模拟数学模型及优化数学模型,并以提高氢气系统安全稳定性为目标,设计了4项优化研究方案。经测算,在满足当前氢气系统用氢需求前提下,制氢装置运行负荷优化方案实施后能减少外购氢10 493 m~3/h,年节省成本1 188.58万元;H_2梯级利用优化方案实施后减少外购氢420 m~3/h,年节省成本387.58万元;H_2-轻烃综合回收优化方案实施后减少外购氢12 014 m~3/h,年经济效益为9 738.21万元;集成优化方案实施后,炼油厂无需外购氢,仅需1号制氢装置满负荷运行、2号制氢装置负荷提高至87.05%即能满足系统用氢需求。     

某炼油厂氢气网络集成优化研究

针对现有氢气系统优化技术存在的优化过度、模型难收敛等问题,研究开发了基于分区建模协同优化的氢网络集成优化技术。以某炼油厂氢气网络实际运行优化研究为例,在氢气系统现状分析基础上,将氢气系统分解成供氢单元、用氢单元、氢回收单元3个子系统,在用氢单元、氢回收单元优化基础上,构建了以氢气供应成本最低为目标函数的氢气网络集成优化模型。应用研究开发的模型,设计了制氢装置产能优化、氢气梯级利用、氢气回收、集成优化等4项优化方案。方案实施后,回收氢气资源7 270 m³/h,外购氢量由20 000 m³/h减少至4 500 m³/h,氢气利用效率由83.33%提升至92.01%,节省氢气成本3 953万元/a。该优化方案提高了氢气系统用氢安全性、稳定性、经济性。