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碳中和约束下绿色减排体系的构建

化工进展 2022年第2期41卷 1078-1084页

作者：田原宇乔英云张永宁中国石油大学(华东)化学工程学院山东青岛266580

基于对CO_(2)具有“既是亟待减排的温室气体,又是人类生存必不可少的可再生资源”双重性的认知,本文首次提出了碳中和约束下的“污染温室因子禁排、CO_(2)净零排放、调控CH_(4)产生和排放”的温室因子绿色减排体系。文中从两个方面提出... 详细信息

基于对CO_(2)具有“既是亟待减排的温室气体,又是人类生存必不可少的可再生资源”双重性的认知,本文首次提出了碳中和约束下的“污染温室因子禁排、CO_(2)净零排放、调控CH_(4)产生和排放”的温室因子绿色减排体系。文中从两个方面提出绿色减排体系的构建:在国家层面,通过制定相关减排政策体系、进行国家超级工程和行动,为我国实现“30·60双碳目标”提供依据、标准和规范,形成实施绿色碳减排的基石和支撑体系;在微观技术层面,通过全过程控碳排放的CO_(2)绿色减排技术,包括源头上避免高碳排放、过程中控制碳排放、末端强化碳循环与捕集利用(3CU)等。最后指出,依靠能源绿色低碳转型,以节能降耗和生物固碳为抓手,疏堵结合,满足自然界的碳循环平衡需求,高效低成本实现经济社会高质量低碳化发展、生态文明建设与应对气候变化的三赢,将会促进我国2030年前达到峰值和2060年前实现碳中和。

关键词：碳中和温室因子绿色减排体系降污减碳 CO_(2)绿色减排全过程控碳排放碳循环与捕集利用二氧化碳捕集

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基于化学族组成的煤化学研究体系构建及其应用

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煤炭学报 2021年第4期46卷 1137-1145页

作者：田原宇谢克昌乔英云田斌中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室山东青岛266580 太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024 西北大学化工学院陕西西安710069

针对170多年来按照物理相似性、以显微组分为基础的传统煤化学研究方法普适性差和近70 a来借助现代分析仪器和量子化学计算得到的煤大分子结构模型无法解析煤结构和反应性的关联性的核心科学问题,提出表征可溶化程度的相对抽提率概念,... 详细信息

针对170多年来按照物理相似性、以显微组分为基础的传统煤化学研究方法普适性差和近70 a来借助现代分析仪器和量子化学计算得到的煤大分子结构模型无法解析煤结构和反应性的关联性的核心科学问题,提出表征可溶化程度的相对抽提率概念,构建了基于环己酮和CS_(2)-NMP复合溶剂分步抽提煤的普适性可溶化体系,按照化学相似性将煤中有机物分为饱和分、芳香分,胶质、沥青质、碳青质和焦质6个化学族组分,开展不同变质程度煤化学族组分的物理化学结构、组成及其不同热解条件下的热解行为、热解特性、反应机理与动力学研究;提出煤热解反应主体由热离解的自由基主导的新观点,构建了普适性的煤热解自由基调控机理及其强化机制,并按照煤化学族组分的基元反应产生初始自由基、自由基调控和自由基复合3个阶段的反应机理合理有效地解析了煤等离子热解制乙炔过程反应历程与机理以及产物中乙炔选择性高达80%以上的现象、低阶煤快速热解提质实现焦油收率最大化的适宜条件等工业现象,从而形成了基于化学族组成的现代煤化学研究方法,实现了从分子水平识别、表征和描述煤的组成和物理与化学结构参数、煤中各种化学键和有害组分的存在形态,进而利用煤的化学族组成从分子水平研究煤转化过程的反应历程、反应机理和反应动力学,揭示各种煤在反应性方面的相似之处,提高煤转化过程效率、降低污染排放,为煤炭资源的高效清洁转化与利用提供借鉴。

关键词：煤可溶化化学族组分 6组分分离法自由基调控机理分子水平结构反应性

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大气PM2.5污染的起因与控制

现代化工 2013年第9期33卷 1-4页

作者：田原宇乔英云中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室山东青岛266580 山东省高校低碳能源化工重点实验室(山东科技大学) 山东青岛266590

以PM2.5为代表的环境大气颗粒污染物严重影响着环境空气质量和人体健康,也是引起环境、气候变化的重要因素。针对大气PM2.5污染的含碳固体燃料燃烧、工业生产过程和汽车尾气3大主要直接排放源,分别分析了大气PM2.5的污染起因,并从行业... 详细信息

以PM2.5为代表的环境大气颗粒污染物严重影响着环境空气质量和人体健康,也是引起环境、气候变化的重要因素。针对大气PM2.5污染的含碳固体燃料燃烧、工业生产过程和汽车尾气3大主要直接排放源,分别分析了大气PM2.5的污染起因,并从行业特点和发展趋势提出了大气PM2.5污染的源头、过程和末端控制措施和今后治理技术的发展方向。

关键词： PM2 5 污染起因排放源控制措施

减压深拔技术集成与调控Ⅱ.减压深拔原料和工艺关联与调控

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石油炼制与化工 2013年第11期44卷 61-65页

作者：田原宇乔英云中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室山东青岛266580 山东科技大学山东省高校低碳能源化工重点实验室

进行合理减压深拔生产满足再加工原料质量要求的合格馏分油,才能实现减压深拔效益最大化。将常减压蒸馏装置和再加工装置作为大系统,针对馏分油的用途,根据原料性质和质量要求,合理确定减压深拔的切割温度;对常压塔塔底汽提、减压炉流... 详细信息

进行合理减压深拔生产满足再加工原料质量要求的合格馏分油,才能实现减压深拔效益最大化。将常减压蒸馏装置和再加工装置作为大系统,针对馏分油的用途,根据原料性质和质量要求,合理确定减压深拔的切割温度;对常压塔塔底汽提、减压炉流速和出口温度、洗涤段集油箱液位、减压塔各侧线馏分分割、减压塔塔底微湿式汽提等合理确定操作条件,降低减压深拔能耗;利用催化裂化油浆强化减压蒸馏,大系统优化实现减压深拔,实现了常减压深拔工艺方面优化和调控,最大量生产合格的馏分油,从而实现整个炼油厂效益的最大化。

关键词：减压深拔原料质量切割温度操作条件拔出率调控

减压深拔技术集成与调控Ⅰ.减压深拔设备技术集成

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石油炼制与化工 2013年第10期44卷 32-37页

作者：田原宇乔英云中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室山东青岛266580 山东省高校低碳能源化工重点实验室(山东科技大学)

重劣质油大量生产、常压渣油难以直接作为重油催化裂化原料,减压深拔技术重要性凸显。从常减压蒸馏装置整体考虑,统筹优化,将NS导向提馏塔板、NS减压进料分布器、NS洗涤段专用格栅填料、NS复合穿流塔板、NS抗堵喷射型液体分布器、NS层... 详细信息

重劣质油大量生产、常压渣油难以直接作为重油催化裂化原料,减压深拔技术重要性凸显。从常减压蒸馏装置整体考虑,统筹优化,将NS导向提馏塔板、NS减压进料分布器、NS洗涤段专用格栅填料、NS复合穿流塔板、NS抗堵喷射型液体分布器、NS层塔式液体收集器以及直接接触传热技术的配套设备等硬件技术集成,通过提高常压塔拔出率、改善减压塔闪蒸段分离效果、减少雾沫夹带,提高减压塔闪蒸真空度和闪蒸段温度、减少闪蒸段内回流、减压塔底微湿式汽提、提高切割清晰度等措施,从常减压装置设备方面提供了达到低成本、低能耗减压深拔效果的技术支撑。

关键词：减压深拔塔内件集成真空度拔出率

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铝酸钙固体碱催化重油裂解联合气化再生性能

石油学报（石油加工） 2016年第4期32卷 710-716页

作者：唐瑞源田原宇乔英云赵国明李茂森中国石油大学重质油国家重点实验室山东青岛266580 山东科技大学低碳能源化工重点实验室山东青岛266590

采用固相法合成不同n（CaO）/n（Al2O3）的铝酸钙固体碱催化剂,采用N2吸附技术、FT-IR、XRD及Hammett指示剂法对其进行了表征。采用双管反应器进行铝酸钙固体碱催化剂催化减压渣油裂解反应和待生剂气化再生,考察了铝酸钙的n（CaO）/n（A... 详细信息

采用固相法合成不同n（CaO）/n（Al2O3）的铝酸钙固体碱催化剂,采用N2吸附技术、FT-IR、XRD及Hammett指示剂法对其进行了表征。采用双管反应器进行铝酸钙固体碱催化剂催化减压渣油裂解反应和待生剂气化再生,考察了铝酸钙的n（CaO）/n（Al2O3）对其催化减压渣油裂解性能的影响,同时也考察了不同n（CaO）/n（Al2O3）的铝酸钙催化剂待生剂气化性能的差异。结果表明,不同n（CaO）/n（Al2O3）铝酸钙具有相同的碱强度和不同的总碱量,较低的比表面积和孔容积。n（CaO）/n（Al2O3）=1.7的铝酸钙固体碱催化剂的催化裂解性能较优,总烯烃和焦炭产率分别达到17.0%和3.5%,裂解液主要由汽油和柴油组成。不同n（CaO）/n（Al2O3）的铝酸钙催化剂待生剂的气化性能差异不大。气化所得合成气以H2和CO2为主,体积分数达87%,CH4体积分数少于0.2%,且H2体积分数达到55.0%~58.4%,H2/CO体积比较高。因此,铝酸钙适宜用作同时催化重油裂解和气化制氢的催化剂。

关键词：钙/铝比固体碱催化裂解低碳烯烃气化

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Ca基固体碱制备及其重油裂解气化性能

石油学报（石油加工） 2016年第3期32卷 486-492页

作者：唐瑞源田原宇冷桂玲乔英云中国石油大学重质油国家重点实验室山东青岛266580 山东科技大学低碳能源研究中心山东青岛266590

采用固相合成法制备Ca基固体碱催化剂,并利用N2吸附技术、XRD、FT-IR及Hammett指示剂法对催化剂进行表征。采用双管反应器进行常压渣油催化裂解和气化再生实验,考察了反应温度、水/油质量比、剂/油质量比等对裂解产物中烯烃分布的影响,... 详细信息

采用固相合成法制备Ca基固体碱催化剂,并利用N2吸附技术、XRD、FT-IR及Hammett指示剂法对催化剂进行表征。采用双管反应器进行常压渣油催化裂解和气化再生实验,考察了反应温度、水/油质量比、剂/油质量比等对裂解产物中烯烃分布的影响,并考察了不同积炭量对待生剂气化性能的影响。结果表明,铝酸钙催化剂具有较强的碱强度和总碱量、较小的比表面积和孔容积。在反应温度750℃、水/油质量比1.0、剂/油质量比7.0时,催化裂解性能最优,乙烯质量产率达到21.4%,总烯烃质量产率为29.6%。积炭量对待生剂气化性能影响不明显。再生剂的总碱量略有减小,合成气以H_2和CO_2为主且含量达到89%(体积分数)。将催化裂解和气化再生整合,实现了热量耦合,达到综合利用重油的目标。

关键词：固体碱催化剂催化裂解低碳烯烃气化再生

不同聚合度的聚甲氧基二甲醚对柴油性能的影响

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化工进展 2020年第3期39卷 947-955页

作者：李燊袁梦张志美乔英云田原宇山东科技大学化学与环境工程学院低碳能源化工实验室山东青岛266590 中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室山东青岛266580

聚甲氧基二甲醚(DMMn)具有氧含量和十六烷值高的优点,将其与柴油混配可有效提高柴油的燃烧性能,降低尾气中污染物的排放。因聚合度为5~8的DMMn常温下为固态,不易与柴油互溶,影响柴油低温流动性,所以选择聚合度为1~4的DMMn与0#柴油进行... 详细信息

聚甲氧基二甲醚(DMMn)具有氧含量和十六烷值高的优点,将其与柴油混配可有效提高柴油的燃烧性能,降低尾气中污染物的排放。因聚合度为5~8的DMMn常温下为固态,不易与柴油互溶,影响柴油低温流动性,所以选择聚合度为1~4的DMMn与0#柴油进行调和。通过将单组分DMM1~DMM4和DMM1~4混合组分分别按照7个不同的质量比与0#柴油调和,并考察对柴油凝点、密度、运动黏度及动力黏度的影响。结果表明:单组分DMM1~DMM4和DMM1~4混合组分调和柴油后均可以显著降低柴油的凝点,21%的DMM1调和0#柴油时降凝效果最好为降低6℃。根据调和柴油性质对比0#柴油国Ⅵ标准,使密度和黏度保持在标准范围内,得到最优降凝的调和比例为9%DMM1、12%DMM2和18%DMM1~4,最后通过对最优降凝调和柴油进行十六烷值和闪点以及红外光谱和质谱检测,确定18%的混合DMM1~4为最优配比,为实际柴油调和提供参考。

关键词：混合物聚合物优化聚甲氧基二甲醚柴油调和组分凝点密度黏度

含有典型C—C煤炭模型化合物热解过程的自由基调控机理研究

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煤炭转化 2023年第5期46卷 12-20页

作者：崔若彤陈曦乔英云田原宇中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室山东青岛266580

煤本身是一种复杂的非均质混合物,含有大量的致密环状芳香烃。针对煤结构中各种C—C化学键,采用联苄、二苯甲烷、联苯作为煤C—C结构的模型化合物,分别在600℃,650℃,700℃,750℃下通过Py-GC/MS探究其热解产物分布情况;通过添加供氢溶剂... 详细信息

煤本身是一种复杂的非均质混合物,含有大量的致密环状芳香烃。针对煤结构中各种C—C化学键,采用联苄、二苯甲烷、联苯作为煤C—C结构的模型化合物,分别在600℃,650℃,700℃,750℃下通过Py-GC/MS探究其热解产物分布情况;通过添加供氢溶剂(hydrogen donor solvent,HDS)捕获中间自由基验证其反应路径的存在;利用Gaussian09,Shermo,选取M06-2X泛函、def2-TZVP基组,加上D03(0)色散校正计算化学键解离焓(BDE)。通过实验与模拟相结合的方式印证自由基路径的存在。同时,用Py-GC/MS进行不同温度的模型化合物的热解实验。结果表明:模型化合物的热解均为自由基路径;由于C—C键类型不同,模型化合物的热解程度不同。各个键按能垒由大到小排序依次为C_(ar)—C_(ar),C_(ar)—C_(al),C_(al)—C_(al),因此,热解程度由大到小的化合物依次为联苄、二苯甲烷、联苯。供氢溶剂可能会降低断键能垒;模型化合物热解中间自由基如苯基自由基和苯甲基自由基等可以被供氢溶剂提供的氢自由基稳定;温度不同,断键比率发生变化,说明产生自由基比率发生改变。在700℃和750℃下,联苄两条反应路径的断链速率比分别为4.783×10^(8)和1.503×10^(8),证明温度会改变化学键的断键速率,但不改变主要热解路径。

关键词：模型化合物热解机理自由基 C—C键煤

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