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煤气化粗渣特性分析及利用技术研究进展

洁净煤技术 2024年第7期30卷 13-29页

作者：张可伟廖昌建王晶金平王坤徐婉怡中国石油化工集团公司化工事业部北京100728 中石化(大连)石油化工研究院有限公司辽宁大连116000

煤气化是实现煤炭清洁高效利用的核心技术,我国煤气化渣产量大、利用率低,通常采用堆存与填埋方式处置,造成严重的土地资源浪费与环境污染。气化渣的资源化利用已成为煤化工行业的研究重点,尤其是占气化渣总排放量70%~80%的气化粗渣。... 详细信息

煤气化是实现煤炭清洁高效利用的核心技术,我国煤气化渣产量大、利用率低,通常采用堆存与填埋方式处置,造成严重的土地资源浪费与环境污染。气化渣的资源化利用已成为煤化工行业的研究重点,尤其是占气化渣总排放量70%~80%的气化粗渣。介绍了3种主要煤气化工艺及气化粗渣的形成过程,总结了气化粗渣的理化特性与环境风险,归纳了气化粗渣在建材化利用、土壤改良及高值化利用方面的研究进展。受煤种、煤气化工艺等主要控制因素影响,不同来源气化粗渣的理化特性与环境风险不尽相同,但具有一定共同性。从理化特性看,粗渣粒径远高于细渣,约50%以上粗渣粒径超过0.5 mm,且小于0.5 mm各粒度级粗渣含量随粒径减小而降低,粗渣还具有较小的比表面积和较大的平均孔径。粗渣中残炭含量低于细渣,粗渣残炭质量分数在3%~20%且在各粒度级内分配不均,0.25 mm左右中等粒度级粗渣残炭含量较高。粗渣中无机组分均以SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3为主,其中酸性氧化物占45%~75%,碱性氧化物占20%~45%。从环境风险看,气化粗渣中存在一定重金属富集现象,富集较多的重金属包括Ba、Co、Cs、Th等亲石元素与Cr、Ni等难挥发或半挥发性元素。此外,粗渣中Ni、Cd、As、Cu与Zn等重金属的酸可提取态含量较高,具有较大环境风险,需特别关注。粗渣的理化特性及其环境风险对适用的资源化利用方式影响较大:粗渣由于残炭含量较低、硅铝等无机组分含量较高,可广泛应用于矿井回填、筑路、水泥与混凝土、陶粒与墙体材料等建材化利用领域;残炭含量较高的气化粗渣具有更疏松多孔的结构特征,可用于土壤改良;粗渣的特殊结构和丰富的硅铝组分使粗渣在制备多孔吸附材料及制备陶瓷方面潜力很大;粗渣还可用于制备催化剂或提取回收氧化铝等其他高值化利用。气化粗渣中含有一定种类重金属,具有一定环境风险,制约了粗渣的综合利用。因此,粗渣资源化利用前,要全面分析粗渣中各种重金属的富集情况与赋存状态,严格把控粗渣环境风险评价,避免粗渣资源化利用带来的二次污染。

关键词：煤气化粗渣理化特性重金属资源化利用建材化土壤改良高值化

氢气含量与加载频率对X80钢管接头疲劳裂纹扩展速率的影响

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机械工程材料 2024年第4期48卷 51-56页

作者：刘忠李毅宋卫臣辛萌中国石油化工股份有限公司工程部北京100728 中石化石油工程设计有限公司东营257026

在氮气,体积分数均为2%的H_(2)+CO_(2)以及体积分数分别为5%,2%的H_(2)+CO_(2)环境中,对X80钢管接头试样进行不同加载频率(0.1,1.0,10.0 Hz)的疲劳裂纹扩展试验,研究了氢气含量和加载频率对疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明:当加载频率... 详细信息

在氮气,体积分数均为2%的H_(2)+CO_(2)以及体积分数分别为5%,2%的H_(2)+CO_(2)环境中,对X80钢管接头试样进行不同加载频率(0.1,1.0,10.0 Hz)的疲劳裂纹扩展试验,研究了氢气含量和加载频率对疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明:当加载频率为1.0 Hz时,氢气含量越高,接头母材、热影响区和焊缝裂纹扩展速率越大,且焊缝中的裂纹扩展速率增大程度最大;含氢环境中焊缝的疲劳裂纹扩展速率小于母材和热影响区;当氢气体积分数为5%时,母材和热影响区均发生韧性断裂,但疲劳断口上存在微小的二次裂纹和少量平台状结构等脆性断裂特征,焊缝疲劳断口出现长度近80μm的二次裂纹,但断口形貌仍主要呈韧性断裂特征;氢气体积分数为5%时,随着加载频率增加,母材的疲劳裂纹扩展速率先增大后减小,加载频率为1.0 Hz时的疲劳裂纹扩展速率最大。

关键词： X80管线钢焊接接头氢致开裂疲劳裂纹扩展速率加载频率

功能化酸性离子液体催化合成烷基化油研究进展

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石油学报（石油加工） 2024年第5期40卷 1264-1274页

作者：于琳浩毛继平张国良陈雅琪中石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心河南洛阳471003

随着车用汽油国Ⅵ排放标准的实施,生产高品质汽油的烷基化工艺受到了广泛关注。异丁烷(C_(4))烷基化产物是一种理想的汽油调和组分,其中离子液体烷基化技术在生产高辛烷值烷基化油方面具有明显优势。围绕酸性离子液体催化剂的技术特点,... 详细信息

随着车用汽油国Ⅵ排放标准的实施,生产高品质汽油的烷基化工艺受到了广泛关注。异丁烷(C_(4))烷基化产物是一种理想的汽油调和组分,其中离子液体烷基化技术在生产高辛烷值烷基化油方面具有明显优势。围绕酸性离子液体催化剂的技术特点,介绍了功能化Br?nsted(B)酸、Lewis(L)酸离子液体在烷基化反应过程中对原料溶解性和产物选择性的影响,以及B-L双酸型离子液体在提升丁烯异构化和异丁烷氢转移过程的协同作用;重点讨论了酸性离子液体结构功能化调控与C_(4)烷基化物料传质之间的关系。针对功能化酸性离子液体在优化烷基化反应方面的应用进行了分析和评述,展望了功能化酸性离子液体在生产烷基化油技术路线中的应用前景,有望为优化离子液体设计提供思路。

关键词：离子液体功能化烷基化酸性异丁烷

O_(2)/CO_(2)气氛下催化裂化烟气循环再生系统模型

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石油学报（石油加工） 2024年第5期40卷 1446-1452页

作者：孙世源王龙延闫鸿飞杨鑫中石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心河南洛阳471003

富氧燃烧和烟气循环再生技术可实现催化裂化(FCC)再生烟气中CO_(2)的富集。根据采用烟气循环再生的FCC单段再生、并列式两段再生和重叠式两段再生系统型式,基于烧焦动力学模型和充分烧焦设定,分别建立了再生系统模型,并对3种再生系统进... 详细信息

富氧燃烧和烟气循环再生技术可实现催化裂化(FCC)再生烟气中CO_(2)的富集。根据采用烟气循环再生的FCC单段再生、并列式两段再生和重叠式两段再生系统型式,基于烧焦动力学模型和充分烧焦设定,分别建立了再生系统模型,并对3种再生系统进行了模拟。结果表明,通过优化O_(2)流量、烟气循环流量等操作条件,单段再生系统烟气、重叠式两段再生系统烟气和并列式两段再生系统第二再生器烟气中CO_(2)体积分数可富集至95%以上,但并列式两段再生系统第一再生器烟气中CO_(2)体积分数难以富集至95%以上。通过再生系统模型可优化再生器操作,在达到较好再生效果的同时,实现CO_(2)的富集。

关键词：催化裂化(FCC) O_(2)/CO_(2)气氛烟气循环再生 CO_(2)捕集建模模拟

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隧道掏槽爆破岩块抛掷堆积形态的数值模拟

工程爆破 2024年第3期30卷 54-61页

作者：朱礼臣中铁十四局集团建筑工程有限公司工程部济南250000

为了控制隧道掏槽爆破飞石范围,确保隧道爆破施工的高效性与安全性,利用离散元软件对掏槽体岩块抛掷堆积形态进行了数值模拟,结合某快速铁路单线隧道工程,研究了掏槽体岩块抛掷堆积形态及其主要参数。在对比分析掏槽体岩块堆积形态的模... 详细信息

为了控制隧道掏槽爆破飞石范围,确保隧道爆破施工的高效性与安全性,利用离散元软件对掏槽体岩块抛掷堆积形态进行了数值模拟,结合某快速铁路单线隧道工程,研究了掏槽体岩块抛掷堆积形态及其主要参数。在对比分析掏槽体岩块堆积形态的模拟结果与实际测量结果的基础上,研究发现:掏槽体岩块的初速度为堆积形态的重要影响因素;在初速度为10 m/s的前提下,从爆破开始到岩体全部停止运动总共经历3.5 s,最终堆积形态近似于椭圆形;最大抛掷距离与前端堆积高度均符合工程实际测量结果。研究结果对隧道掏槽爆破设计和安全施工,具有重要的指导意义。

关键词：隧道掏槽爆破离散元数值模拟岩块堆积形态抛掷初速度

基于小区域地表感知横纵波时差的页岩压裂定位方法研究

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分析试验室 2024年第5期43卷 719-725页

作者：田新琦魏冰郝晓敏胡照乾中石化石油工程地球物理有限公司北京100024 中石化石油工程地球物理有限公司科技研发中心南京211100

针对页岩油勘探中传统的压裂定位方法存在定位模型复杂、精度低以及技术成本高等不足,提出了基于小区域地表感知横纵波时差的页岩压裂定位模型及其算法。首先,采用变分模态分解的信号处理技术分解微地震波低频响应,可提高原始压裂响应... 详细信息

针对页岩油勘探中传统的压裂定位方法存在定位模型复杂、精度低以及技术成本高等不足,提出了基于小区域地表感知横纵波时差的页岩压裂定位模型及其算法。首先,采用变分模态分解的信号处理技术分解微地震波低频响应,可提高原始压裂响应的信噪比。其次,将长短时窗算法(STA/LTA)与赤池信息准则(AIC)算法相结合,有效地识别分解信号的起跳点,从而完成横纵波之间的时差拾取。最后,建立了横纵波时差与压裂源坐标、小区域地表检波器坐标之间定位数学模型,通过最小二乘法,实现基于多个定位数学模型的压裂源坐标计算,其坐标值均值可有效提高定位计算精度。

关键词：页岩压裂定位信号分解时差拾取小区域地表

循环流化床锅炉炉内原位催化脱硝技术研究及应用

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洁净煤技术 2024年

作者：陈千惠齐文义郝代军李小苗黄延召孟学峰邓向军中石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研发中心

循环流化床锅炉烟气NOx污染控制多采用选择性非催化还原技术（selective non-catalytic reduction，SNCR）、选择性催化还原技术（selective catalytic reduction， SCR）、低温氧化技术（Low Temperature Oxidation， LoTOx）或联合技术以实现烟气污染物的达标排放，繁杂的设备与剂耗为生产运行带来了更高的成本压力。为进一步控制循环流化床锅炉脱硝成本，本研究根据炉内含氮化合物形态演变机制，制备了循环流化床锅炉炉内原位脱硝催化剂，并在实验室固定床、燃煤CFB锅炉中型反应器及工业锅炉上开展了的催化剂应用性能评价。固定床评价条件下能够实现99%的NO脱除率；燃煤CFB中型燃烧器条件下，脱硝率为63.1%～78.1%，且具有优异的抗烧结性能；工业锅炉应用结果表明，投加炉料质量比5%的脱硝催化剂时，炉内NOx浓度能够降低60%以上，并有效提高燃料效率。炉内原位脱硝催化剂的制备与应用，能够有效降低后续脱硝单元负荷，为循环流化床锅炉烟气污染控制提供了更具经济性和实用性的技术选项。

关键词：循环流化床锅炉 NO 炉内原位脱硝催化剂

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苯乙烯生产工艺的节能优化和经济分析

化学工程 2024年第7期52卷 88-94页

作者：王玉枫中石化上海工程有限公司上海200120

在中石化自主研发的苯乙烯生产工艺中,乙苯脱氢反应需要加入大量过热蒸汽作为脱氢介质,水蒸气和乙苯流量的比值是影响脱氢反应的一个重要因素。随着低水比催化剂工业应用取得进展,可以减少进入反应器的蒸汽量,而降低水比的关键就在于减... 详细信息

在中石化自主研发的苯乙烯生产工艺中,乙苯脱氢反应需要加入大量过热蒸汽作为脱氢介质,水蒸气和乙苯流量的比值是影响脱氢反应的一个重要因素。随着低水比催化剂工业应用取得进展,可以减少进入反应器的蒸汽量,而降低水比的关键就在于减少乙苯/苯乙烯塔顶冷凝器共沸蒸出的乙苯和蒸汽的量。控制恒沸蒸发量后,会导致乙苯/苯乙烯塔塔顶物料携带的热量不能完全回收。为合理利用这部分热量,对原工艺流程进行优化、热量进行耦合。此次节能优化主要涉及9台换热器,其中2台为新增。优化过程中还降低了预分塔塔压,提高了尾气压缩机出口温度。经过优化,可减少综合能耗11.364 kg标油(以1 t苯乙烯计),静态投资回收期约为2个月。

关键词：苯乙烯乙苯脱氢尾气压缩机降膜再沸器节能优化

基于同步辐射光源X射线散射对聚乙醇酸挤出棒材退火条件的优化

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高分子材料科学与工程 2024年第4期40卷 79-92页

作者：骆佳伟周炳王洪学田雨川陈明明胡永峰中石化(上海)石油化工研究院有限公司上海201208

文中用同步辐射光源对聚乙醇酸(PGA)挤出棒材的切片进行广角X射线散射(WAXS)和小角X射线散射(SAXS)表征,研究聚乙醇酸棒材在挤出成型后优选的退火条件,以尽可能消除内应力,改善棒材后续的机械加工性。WAXS结果表明,高温更有利于微观应... 详细信息

文中用同步辐射光源对聚乙醇酸(PGA)挤出棒材的切片进行广角X射线散射(WAXS)和小角X射线散射(SAXS)表征,研究聚乙醇酸棒材在挤出成型后优选的退火条件,以尽可能消除内应力,改善棒材后续的机械加工性。WAXS结果表明,高温更有利于微观应变的减小,但较高温时晶粒尺寸会随退火时间的延长而减小。SAXS结果表明,高温更有利于取向程度的减小,退火时间对取向程度的影响明显弱于退火温度。综合各数据建立目标函数,并利用响应面分析法进行分析。结果表明,在实验范围内,PGA棒材的优选退火条件为200℃退火2h。

关键词：聚乙醇酸退火同步辐射光源 X射线散射响应面分析法