液化石油气物性规律的研究

通过Peng-Robinson方程建立模型对LPG物性随温度、压力的变化规律进行求解,并通过配制丙烷和正戊烷的标准物质对所建模型的准确性进行验证。结果表明,模型可以很好地与工程实践经验公式Antoine法吻合,模型可靠准确;LPG的饱和蒸气压随温度的升高呈现出几何倍数的增加趋势;温度升高使气相组分密度升高,液相组分密度降低;在同一温度条件下,LPG液相组成恒定时的饱和蒸气压相同;在规定的双组分标准物质体系中,得到丙烷和正戊烷液相组成的拟合方程Y_1=-2.092 3E-5 X+1.002 5,Y_2=0.011 32e~(-X/2 256.62)+0.010 89(Y为液相中的质量分数,X为压力)。     

车用燃料氢气中杂质组分分析方法标准化现状与探讨——以质子交换膜燃料电池汽车为例

作为氢燃料电池的能量来源,氢气的纯度及杂质含量都极大地影响着电池的寿命、效率和安全等性能,准确测定燃料氢气的纯度和杂质含量是极其重要的。为此,阐述了现行质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气产品标准所涉及的水分、总烃、氧、氦、氮、氩、一氧化碳、二氧化碳、总硫、甲醛、甲酸、氨、总卤化物和颗粒物等14类杂质组成的各种分析方法的原理、适应性、方法优缺点和研究进展,并进行了比较分析。研究结果表明:(1)直接采用露点法、电子法、石英晶体振荡法和光腔衰荡光谱法等现行国家标准方法测量水分;(2)采用配备热导检测器、火焰离子化检测器和甲烷转化炉组合的气相色谱仪,并设计多阀多柱流程可以实现一台气相色谱仪测量总烃及无机杂质组分;(3)采用低温富集技术与带硫化学发光检测器的气相色谱仪联用的方法进行氢气中总硫的准确测量;(4)采用预富集技术和傅里叶变换红外光谱仪或者气相色谱—质谱仪器联用的方式测量甲醛和甲酸组分;(5)采用傅里叶变换红外光谱、光腔衰荡光谱等原理的分析仪器测量氨;(6)现有国家标准方法还无法满足总卤化物参数的检测要求,亟需开展方法研究,实现在一套分析仪器上完成有机和无机卤化物的全卤素分析;(7)采用装...     

微型色谱在天然气常规组分和硫化物快速分析中的应用

采用带微型热导检测器的创新型气相色谱仪,选用不同的分析模块组合对模拟天然气中的组分进行快速分析.分析结果表明,在恒定温度条件下色谱可在85 s内完成天然气中常规组分的分析,分析重复性在1％以内;120 s内完成12组分硫化物气体组分的分析,检出限为0.5～2.0μmol/mol;H2S、COS、CH3SH、C2H5SH...     

天然气能量计量关键技术的探讨

天然气是支撑化石燃料最大限度减碳的清洁低碳能源,能量计量相对传统体积、质量计量方式,更能客观公平地反映天然气的价值属性。随着天然气来源的多样性、组成的复杂性,加之能量计量涉及的技术的广泛性、技术难度和数字化、智能化驱动的“智慧管网”革命,该文根据国内外能量计量的技术和标准发展现状,针对涉及的mt法、HPPP法、PVTt法不同流量计量方式的原理进行归纳,结合国内国家石油天然气大流量计量站的实际运行情况,总结各方法的技术难点,提出降低计量不确定度的优化措施;针对热值计量中直接法、间接法和关联法及智能化能量计量等关键技术,提出构建基于自主知识产权的零级热量计、气体标准物质、分析仪器的能量计量溯源体系,研发适用复杂气源气体流量、气质组成的智能在线校准方法是今后能量计量发展趋势。     

基于质子交换膜燃料电池车用氢气产品质量标准GB/T 37244的探讨

目的质子交换膜燃料电池车用氢燃料是连通氢能产业上游制氢环节和下游应用场景的核心介质,针对现行产品标准GB/T 37244-2018《质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气》中涉及的杂质含量限值和分析方法,对其进行研究探讨。 方法梳理国内氢燃料产品质量标准的演进历程,对比国外相关的氢气产品指标及分析方法标准,调研国内氢源现状衍生的杂质组分情况和实际分析需求现状。 结果氢燃料中关键杂质以及其他杂质的组成要求应根据实际研究结果完善限值指标。建议针对氢燃料来源多样导致引入杂质组分的不同,采用关键组分核查与型式检验、出厂检验相结合的检测方式。 结论在满足国内氢燃料质量要求和国际标准ISO 14687:2019《Hydrogen fuel quality-Product specification》的前提下修订现行的产品质量标准,完善健全氢燃料质量分析方法标准体系和溯源链条,以保证分析的准确性和提高分析效率。      

氢燃料品质分析中基于临界流锐孔的气体稀释方法北大核心CSCD

目的解决国内氢能产业高质量发展中的氢燃料微痕量杂质组分准确分析难题。方法建立了基于临界流锐孔原理的气体稀释方法以适用于氢燃料品质分析,由于氢燃料品质分析中待测样品主组分为氢气而不是氮气,故引入响应因子数学模型,研究了对不同种类气体的流量影响。结果经实验验证,气体稀释方法的稀释比达到1∶1000以上,稀释比相对扩展不确定度优于1%,实现了动态发生微痕量级(摩尔分数10-9)水平的氢中甲醛、甲烷组分的气体标准物质,其含量测量结果的重复性不大于7%,各稀释含量间线性相关系数R 2大于0.999。结论氮中甲醛和氢中甲醛的分析实验结果验证了响应因子数学模型的可靠性,并且经过响应因子修正后的气体稀释方法可明显提高分析结果的准确性。     

定量环法制备气体标准物质

高精度气体标准物质是保证化学计量准确性的一项重要前提,目前的天然气气体标准物质制备步骤繁琐、费时,不确定度水平低,难以满足天然气成分量的高精度测定。为此,研发了定量环(Loop)法制备气体标准物质的方法,对其加入微量原料的不确定度、制备过程的不确定度进行了评定,与传统稀释法制备过程进行了对比分析,并采用气相色谱法对其重量法定值进行了验证。研究结果表明:(1)传统制备方法称量气瓶必须使用量程大、精度低的天平,多级稀释会重复地引入称量过程中的不确定度;(2)定量环法制备混合气体标准物质,制备步骤可以一步完成,制备过程中引入的不确定度降低了一个数量级;(3)定量环法减少了制备的步骤以及原料的使用量,提高了混合气体标准物质的制备效率;(4)定量环法已成功用于天然气及硫化物混合气体标准物质的制备中,有望得到更加广泛的应用,使得气体标准物质的制备更加高效、定值更加准确;(5)采用气相色谱法对该方法制备得到的混合气体标准物质的标称值进行方法验证,结论认为:该方法具有很好的可行性及准确性。     

基于HYSYS模拟的天然气脱碳影响因素的研究

采用Aspen Hysys模拟软件,对胺液脱除天然气中CO2的影响因素吸收塔塔板数目、吸收塔操作压力、原料气温度、MDEA溶液浓度、胺液组成进行模拟研究,并对模拟结果进行规律总结和合理解释。模拟结果表明,吸收塔塔板数目的增加对于胺液吸收CO2有促进作用;吸收塔的操作压力增大使得CO2的脱除率呈现出先线性增大后逐渐变缓的趋势;原料气的反应温度提高使CO2的脱除率提高;MDEA浓度的增大在一定范围内提高了CO2的脱除率,浓度过高时CO2的脱除率减小;MEA、DEA的加入会提高MDEA脱CO2的活性,且MEA促进效果优于DEA。     

烯烃对硫醚低温转化和NiMo催化剂表面组成的影响

以Al2O3为载体采用等体积分步浸渍法制备了NiMo/Al2O3催化剂,在固定床反应器上研究了在相对较低的温度(200℃)条件下,烯烃的加入对甲基叔丁基硫醚的加氢转化的影响。实验结果表明,烯烃与硫醚在催化剂表面发生竞争吸附,其加入对硫醚的转化有明显的抑制作用。采用SEM电镜,S、C元素分析和X射线光电子能谱对催化剂的表面组成及形态进行表征,发现烯烃使得催化剂表面出现明显的颗粒聚集和结块现象,积碳量增加;同时,导致Ni向催化剂的表面迁移,Mo4+/Mo6+比值减小,Ni 0/Ni 2+比值增大,这均在一定程度上减弱了催化剂的活性。     

液化石油气标准物质的研究

以液化石油气为代表的混合轻烃各组分的饱和蒸气压不同,如何对其准确地定量分析和溯源一直是石化行业的分析难题。研制了液化石油气的气体和液体标准物质,通过对比气体标准物质和液体标准物质在充装质量和量值准确性方面的差别,提出了采用活塞钢瓶制备液化石油气标准液体,保证了实际进样分析的相态一致性,提供准确的分析量值,提高了标准物质的使用周期。