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化工过程含氧有机气体化学脱氧研究进展

化工进展 2024年第2期43卷 903-912页

作者：张长胜文松赵晋翀卢方旭姜杰化学品安全全国重点实验室山东青岛266100 中石化安全工程研究院有限公司山东青岛266100

进入21世纪,随着我国化工生产装置的不断投产,有更多化工过程产生了含氧有机气体,脱氧以实现其本质安全化处置成为一项重点课题。然而,由于场景多变、组成复杂以及脱氧深度需求不一等因素,脱氧技术发展仍有诸多问题。本文立足作者长期... 详细信息

进入21世纪,随着我国化工生产装置的不断投产,有更多化工过程产生了含氧有机气体,脱氧以实现其本质安全化处置成为一项重点课题。然而,由于场景多变、组成复杂以及脱氧深度需求不一等因素,脱氧技术发展仍有诸多问题。本文立足作者长期脱氧技术研究工作经验,概述了当前化工过程含氧有机气体化学脱氧技术的应用情况以及最新研究进展。基于不同场景下的脱氧需求,分析了各类化学脱氧技术适用性及技术竞争力。针对化工生产过程形成的高含氧、大通量、连续化含氧气体脱氧,指出催化脱氧具有流程简单、可操作性强、脱氧效果好等特点,在当前实际工业应用中更具竞争力,并从工艺、催化剂等方面进行了综合分析。基于当前各化学脱氧方式特点,指出含氧有机气体深度脱氧、高含氧有机气体脱氧以及温和脱氧等技术具有广阔市场需求,是未来脱氧技术发展的重要方向。

关键词：化工含氧气体化学脱氧技术工业化

CO_(2)-环氧丙烷合成碳酸丙烯酯:氢键供体效应研究

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化工学报 2024年第6期75卷 2243-2251页

作者：张广宇付然飞孙冰袁俊聪冯翔杨朝合徐伟中石化安全工程研究院有限公司化学品安全全国重点实验室山东青岛266000 中国石油大学(华东)重质油全国重点实验室山东青岛266580

“双碳”背景下,CO_(2)的综合利用迎来了挑战与机遇,将CO_(2)转化为高附加值化学品对于节能减排和碳循环利用具有重要意义。其中,将CO_(2)与环氧化合物经过环加成反应转化为环状碳酸酯是碳资源循环利用的重要方式之一。研究了环氧丙烷(... 详细信息

“双碳”背景下,CO_(2)的综合利用迎来了挑战与机遇,将CO_(2)转化为高附加值化学品对于节能减排和碳循环利用具有重要意义。其中,将CO_(2)与环氧化合物经过环加成反应转化为环状碳酸酯是碳资源循环利用的重要方式之一。研究了环氧丙烷(PO)在以四丁基溴化铵(TBABr)为催化剂的均相体系中氢键供体效应对环加成反应的影响,探究了不同碳数醇类以及酚类极性对反应的影响。研究发现,在温和条件(100℃、2 h、1.5 MPa)下,以邻苯二酚为氢键供体时,PO的转化率可以达到99.8%,碳酸丙烯酯(PC)选择性可以达到99.51%,性能远远高于无氢键供体体系。此外,通过建立线性溶剂化能关系式以及Kamlet-Taft表达式,定量描述了氢键供体(醇类、酚类)极性参数对反应性能的影响,阐明了氢键供体对提高CO_(2)-PO环加成反应效率的影响。

关键词：环氧丙烷二氧化碳离子液体 Kamlet-Taft表达式氢键供体

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基于改进TOPSIS的石化装置实时状态评估

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石油炼制与化工 2024年第3期55卷 89-96页

作者：林扬杨哲袁壮苟成冬李传坤王春利中石化安全工程研究院有限公司化学品安全全国重点实验室山东青岛266071

针对石化装置运行工况数据积累量有限,难以满足装置运行状态传统评估方法数据需求的问题,提出基于改进逼近理想解法(TOPSIS)的状态评估方法,避免了对装置历史运行数据的依赖。该基于改进TOPSIS的评估方法,首先根据现场专家经验和工艺卡... 详细信息

针对石化装置运行工况数据积累量有限,难以满足装置运行状态传统评估方法数据需求的问题,提出基于改进逼近理想解法(TOPSIS)的状态评估方法,避免了对装置历史运行数据的依赖。该基于改进TOPSIS的评估方法,首先根据现场专家经验和工艺卡片过程指标的控制限,确定TOPSIS的正、负理想解;然后根据装置运行参数特点,形成固定值型和固定区间型指标,并建立相应的评估标准。采用该基于改进TOPSIS的评估方法对某炼油厂催化裂化装置反应-再生系统的异常工况进行了分析,结果表明该评估方法可以实现对催化裂化装置反应-再生系统的运行状态进行量化监测。

关键词：逼近理想解法石化装置状态评估健康指数催化裂化装置

脉冲驱动等离子体射流中活性粒子空间分布规律

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强激光与粒子束 2024年第5期36卷 163-172页

作者：包涵春关银霞王世强唐诗雅李超郭亚逢化学品安全全国重点实验室山东青岛266104 中石化安全工程研究院有限公司山东青岛266104

为探究大气压脉冲驱动等离子体射流中活性粒子空间分布特性,采用同轴双环等离子体射流反应器,在外施脉冲激励驱动下,研究各活性粒子在不同电离段的特征峰相对强度沿轴向空间的变化规律。结果表明:在脉冲激励等离子体射流所有测量点位均... 详细信息

为探究大气压脉冲驱动等离子体射流中活性粒子空间分布特性,采用同轴双环等离子体射流反应器,在外施脉冲激励驱动下,研究各活性粒子在不同电离段的特征峰相对强度沿轴向空间的变化规律。结果表明:在脉冲激励等离子体射流所有测量点位均能检测到NO、OH、N_(2)、N_(2)^(+)、He等活性粒子特征峰,其中以OH、N_(2)、N_(2)^(+)粒子所对应的发射光谱谱带及特征峰较为显著;在高压电极和接地电极之间的电场驱动电离段,活性粒子NO、OH、N_(2)的特征峰相对强度在靠近高压电极和接地电极区域较高,而在两电极中间的区域相对强度较低,不同激发能级He、N_(2)^(+)特征峰相对强度沿气流方向逐渐降低;在接地电极至反应器管口的半开放离子激发段,活性粒子NO、OH以及不同能级N_(2)、N_(2)^(+)、He特征峰的相对强度轴向分布呈现出随着气流方向逐渐降低的趋势;在反应器管口至等离子体射流末端区域的开放离子激发段,活性粒子OH、NO与不同能级He特征峰的相对强度轴向分布随气体流动方向逐渐减弱,不同能级N_(2)、N_(2)^(+)特征峰的相对强度呈现出先增后减的规律,为脉冲驱动等离子体射流能量传递过程与反应机理的深入研究提供支撑。

关键词：脉冲放电大气压等离子体射流活性粒子空间分布特性

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NH_(4)^(+)浓度对N80钢在饱和CO_(2)的3%NaCl溶液中腐蚀行为的影响

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中国腐蚀与防护学报 2024年第3期44卷 745-754页

作者：解辉于超花靖蒋秀化学品安全全国重点实验室青岛266100 中石化安全工程研究院有限公司青岛266110 应急管理部化学品登记中心青岛266100

利用失重法和电化学方法研究了N80钢在不同NH_(4)^(+)浓度下饱和CO_(2)的3%NaCl溶液中的腐蚀行为,通过SEM、3D轮廓仪、XRD和XPS对腐蚀形貌和腐蚀产物进行表征,阐释了腐蚀机理。结果表明,NH_(4)^(+)浓度对N80钢的腐蚀速率产生促进和抑制... 详细信息

利用失重法和电化学方法研究了N80钢在不同NH_(4)^(+)浓度下饱和CO_(2)的3%NaCl溶液中的腐蚀行为,通过SEM、3D轮廓仪、XRD和XPS对腐蚀形貌和腐蚀产物进行表征,阐释了腐蚀机理。结果表明,NH_(4)^(+)浓度对N80钢的腐蚀速率产生促进和抑制双重效果。当NH_(4)^(+)浓度为0~500 mg/L时,N80钢的均匀腐蚀速率随NH_(4)^(+)浓度增加而增加;当NH_(4)^(+)浓度增加至1000~2000 mg/L时,N80钢的均匀腐蚀速率随NH_(4)^(+)浓度增加而降低,且点蚀速率随NH_(4)^(+)浓度的变化规律与均匀腐蚀基本相同;当NH_(4)^(+)浓度为500 mg/L时,均匀腐蚀速率和小孔腐蚀速率最大。当NH_(4)^(+)浓度≤500 mg/L时,NH_(4)^(+)和Cl^(-)在金属表面发生了竞争吸附;当NH_(4)^(+)浓度大于500 mg/L时,NH_(4)^(+)在金属表面发生吸附对腐蚀起抑制作用。

关键词： N80 钢饱和CO_(2)环境 NH_(4)^(+) 腐蚀 NH_(4)^(+) 吸附

CO-环氧丙烷合成碳酸丙烯酯：氢键供体效应研究

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化工学报 2024年

作者：张广宇付然飞孙冰袁俊聪冯翔杨朝合徐伟中国石油大学(华东)重质油全国重点实验室中石化安全工程研究院有限公司化学品安全全国重点实验室

“双碳”背景下，CO2的综合利用迎来了挑战与机遇，将CO2转化为高附加值化学品对于节能减排和碳循环利用具有重要意义。其中，将CO2与环氧化合物经过环加成反应转化为环状碳酸酯是碳资源循环利用的重要方式之一。本文研究了环氧丙烷(PO... 详细信息

“双碳”背景下，CO2的综合利用迎来了挑战与机遇，将CO2转化为高附加值化学品对于节能减排和碳循环利用具有重要意义。其中，将CO2与环氧化合物经过环加成反应转化为环状碳酸酯是碳资源循环利用的重要方式之一。本文研究了环氧丙烷(PO)在以四丁基溴化铵(TBABr)为催化剂的均相体系中氢键供体效应对环加成反应的影响，探究了不同碳数醇类以及酚类极性对反应的影响。研究发现，在温和条件(100 ℃，2 h，1.5 MPa)下，以邻苯二酚为氢键供体时，PO的转化率可以达到99.8%，碳酸丙烯酯(PC)选择性可以达到99.51%，性能远远高于无氢键供体体系。此外，本研究通过建立线性溶剂化能关系式以及Kamlet-Taft表达式，定量描述了氢键供体(醇类、酚类)极性参数对反应性能的影响，阐明了氢键供体对提高CO2-PO环加成反应效率的影响。

关键词：环氧丙烷二氧化碳离子液体 Kamlet-Taft表达式氢键供体活化

基于8.309μm QCL的硫化氢/甲烷开路式检测方法研究

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光学精密工程 2024年第4期32卷 467-477页

作者：李俊范斌斌曾庆杰张家瑞马天翟小伟郝乐肖安山张贺王振西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 陕西省煤火灾害防治重点实验室陕西西安710054 中石化安全工程研究院有限公司化学品安全全国重点实验室山东青岛266000

H_(2)S,CH_(4)多组分气体浓度测量技术的研究对石油石化行业的安全生产有重要意义。基于中红外TDLAS技术,选用中心波长为8.309μm的量子级联激光器(Quantum Cascade Laser,QCL)为检测光源,搭建30 m长距离的遥测实验系统,使用WMS波长调... 详细信息

H_(2)S,CH_(4)多组分气体浓度测量技术的研究对石油石化行业的安全生产有重要意义。基于中红外TDLAS技术,选用中心波长为8.309μm的量子级联激光器(Quantum Cascade Laser,QCL)为检测光源,搭建30 m长距离的遥测实验系统,使用WMS波长调制法对H2S,CH4气体的吸收谱线进行连续调谐与扫描,并对高频正弦载波进行了最优深化调制,实现了H2S,CH4多组分气体的同时测量。实验将H2S与5%体积分数的高浓度水汽进行混合测量,分析并验证了该波段的水汽吸收难以对测量造成交叉干扰的优良特性,并利用Savitzky-Golay平滑滤波器提高了检测信号的信噪比。通过遥测实验,分析了15 m,30 m不同遥测距离对检测信号的影响,并利用增加积分时间与计算信噪比的方法,得到了128.75×10^(-9)m的遥测最低限。最后,Allan方差的计算结果表明,当积分时间为183 s,142 s时,系统对H2S,CH4气体的最低检测下限分别为0.593×10^(-9)和1.160×10^(-9)。本文的研究结果为中红外波段H2S,CH4多组分气体的高灵敏度、同时测量提供了一种有效途径,为多组分气体的遥测应用提供了参考。

关键词：中红外硫化氢量子级联激光器多组分气体遥测

AgNPs/SiO_(2)纳米碗表面增强拉曼光谱基底的制备及多环芳烃检测

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分析试验室 2024年第6期43卷 805-813页

作者：王世强金艳姜慧芸安飞朱亮肖安山化学品安全控制国家重点实验室中石化安全工程研究院有限公司青岛266100

以胶体自组装方法为基础,制备二氧化硅(SiO_(2))纳米碗阵列;利用多巴胺在其表面原位还原一层银纳米颗粒(Ag NPs);然后修饰一层硫醇分子,得到硫醇修饰的Ag NPs/SiO_(2)纳米碗复合表面增强拉曼光谱(SERS)基底。通过调节Ag NPs的密度和硫... 详细信息

以胶体自组装方法为基础,制备二氧化硅(SiO_(2))纳米碗阵列;利用多巴胺在其表面原位还原一层银纳米颗粒(Ag NPs);然后修饰一层硫醇分子,得到硫醇修饰的Ag NPs/SiO_(2)纳米碗复合表面增强拉曼光谱(SERS)基底。通过调节Ag NPs的密度和硫醇分子的种类,得到最优化的SERS基底。该SERS基底对芘和菲的检出限均为1×10^(-7)mol/L,在1×10^(-2)~1×10^(-7)mol/L浓度范围内,拉曼信号强度与芘和菲浓度呈线性关系,相关系数(R^(2))均大于0.99。该基底具有良好的均一性和重复性,芘分子(1×10^(-5)mol/L)在592和1402 cm^(-1)处拉曼信号强度的相对标准偏差(RSD)分别为4.0%和4.9%。该方法制备的复合SERS基底在水中痕量多环芳烃以及其他污染物的高灵敏度检测等方面有广阔的应用前景。

关键词：表面增强拉曼光谱银纳米颗粒/二氧化硅纳米碗硫醇疏水作用多环芳烃

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含油污泥热解残渣制备微晶玻璃

化工环保 2024年第4期44卷 539-545页

作者：唐晓丽中石化安全工程研究院有限公司化学品安全全国重点实验室山东青岛266104

根据含油污泥热解残渣SiO_(2)、CaO、Al_(2)O_(3)含量高的特点,采用烧结法制备了CaO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)系微晶玻璃和泡沫微晶玻璃,并对其晶相、物理性能、微观形貌及重金属浸出毒性等进行了分析。实验结果表明:由含油污泥热解残渣制... 详细信息

根据含油污泥热解残渣SiO_(2)、CaO、Al_(2)O_(3)含量高的特点,采用烧结法制备了CaO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)系微晶玻璃和泡沫微晶玻璃,并对其晶相、物理性能、微观形貌及重金属浸出毒性等进行了分析。实验结果表明:由含油污泥热解残渣制得的基础玻璃析晶活化能为387.64 kJ/mol,平均析晶指数3.26;基础玻璃经烧结处理后得到的微晶玻璃表面致密光滑、经发泡处理后得到的泡沫微晶玻璃形成均匀的气孔,二者主要晶相均为CaAl_(2)SiO_(8)、Al_(2)Ca_(3)SiO_(2)、CaAl_(2)O_(4)、Ca_(2)Al_(2)SiO_(7);微晶玻璃和泡沫微晶玻璃的重金属浸出毒性均远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)中的浸出毒性限值。

关键词：含油污泥热解残渣微晶玻璃综合利用

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