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可再生能源合成绿氨研究进展及氢-氨储运经济性分析

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化工进展 2024年第1期43卷 376-389页

作者：曾悦王月张学瑞宋玺文夏博文陈梓颀中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院北京102206

可再生能源和氢能产业快速发展,氨作为储氢介质,因其能发挥长时储氢和长距离运氢的作用,受到广泛关注。化石燃料制氢合成氨工艺成熟,但二氧化碳排放强度大。绿氨以可再生能源电解制氢作为氢源,具有减少合成氨产业碳排放、消纳风光等可... 详细信息

可再生能源和氢能产业快速发展,氨作为储氢介质,因其能发挥长时储氢和长距离运氢的作用,受到广泛关注。化石燃料制氢合成氨工艺成熟,但二氧化碳排放强度大。绿氨以可再生能源电解制氢作为氢源,具有减少合成氨产业碳排放、消纳风光等可再生能源、充当储氢载体易于储运等优势,在碳达峰碳中和的目标下,开发绿氨合成工艺具有重要意义。本文总结了工业Haber-Bosch法合成氨、电化学、光催化、等离子体和化学链合成氨取得的研究进展及面临的挑战,阐述了可再生能源电解制氢合成氨工艺的技术路线和发展现状,对比了煤制灰氨和可再生能源制绿氨工艺的技术经济可行性,分析了电价、电解制氢能耗等因素对电解制氢合成氨成本的影响,论述了分别以氨为载体储氢和储存液氢的成本构成,研究了分别以氨为载体运氢和运输气氢的成本,提出了对绿氢合成绿氨、以绿氨为载体储运氢产业发展的思考。

关键词：合成氨可再生能源氨储运绿氨经济性

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二氧化碳捕集技术研究和工程示范进展

化工进展 2024年第6期43卷 2901-2914页

作者：刘克峰刘陶然蔡勇胡雪生董卫刚周华群高飞中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院北京102206

捕集、封存(CCS)/捕集、利用和封存(CCUS)技术是缓解日趋严重气候问题的有效措施,其中CO_(2)捕集是CCS/CCUS技术中的关键环节。经过多年发展,以乙醇胺为代表以及在此基础上发展起来的多氨基胺、位阻胺、离子液体等化学胺吸收碳捕集技术... 详细信息

捕集、封存(CCS)/捕集、利用和封存(CCUS)技术是缓解日趋严重气候问题的有效措施,其中CO_(2)捕集是CCS/CCUS技术中的关键环节。经过多年发展,以乙醇胺为代表以及在此基础上发展起来的多氨基胺、位阻胺、离子液体等化学胺吸收碳捕集技术逐渐成熟,此类技术已开展或正在进行大型试验或工业示范。科研机构已经完成了技术评审(TR)的关键节点验证,积累了丰富的经验。本文结合具体案例简要介绍了包括燃烧前、富氧燃烧、化学链燃烧和燃烧后捕集技术的进展情况,分析了各类技术目前存在的主要问题,并提出了影响CO_(2)捕集技术大范围推广的关键因素。捕集能耗高、设备投资和维护成本高、产生的废弃物量大是影响捕集成本的主要因素。此外,捕集的CO_(2)主要还是用于驱油和埋存,尚不成熟的CO_(2)化工转化技术生产的产品竞争力比较弱。

关键词：二氧化碳捕集放大吸收吸附工程示范

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直接空气捕集二氧化碳技术研究进展

化工进展 2024年第4期43卷 2031-2048页

作者：廖昌建张可伟王晶曾翔宇金平刘志禹中石化(大连)石油化工研究院有限公司辽宁大连116045 中国石油化工股份有限公司北京100728

直接空气捕集(DAC)二氧化碳技术作为负碳排放技术的一种,可助力实现“双碳”目标,是一项极具发展前景的碳捕集技术。本文简述了DAC的发展历史与现有DAC项目的运行及发展情况,介绍了碱性氢氧化物溶液、胺溶液、氨基酸盐溶液/BIGs与碱度... 详细信息

直接空气捕集(DAC)二氧化碳技术作为负碳排放技术的一种,可助力实现“双碳”目标,是一项极具发展前景的碳捕集技术。本文简述了DAC的发展历史与现有DAC项目的运行及发展情况,介绍了碱性氢氧化物溶液、胺溶液、氨基酸盐溶液/BIGs与碱度浓度变化四种液体DAC技术,以及固体碱(土)金属、固态胺、金属有机框架MOFs材料及变湿吸附等固体DAC技术。对各种DAC技术的工艺流程及相关设备进行了综述,详述了各种DAC技术的原理、二氧化碳捕集方法及吸附/吸收剂再生方式,重点分析了每种DAC技术在吸附/吸收剂性能、再生温度、再生能耗及循环稳定性等方面的优缺点。指出需进一步研发低成本、高吸附/吸收性能且循环稳定性好的DAC吸附/吸收剂,优化或开发吸附/吸收剂再生工艺,同时开发适用于DAC技术的过程强化技术,为DAC的后续规模化与商业化应用奠定基础。

关键词：二氧化碳直接空气捕集吸附吸收法解吸

高岭土微球内置导向剂法制备原位晶化催化裂化催化剂

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石油炼制与化工 2024年第5期55卷 67-72页

作者：熊晓云胡清勋冯明信柳黄飞方华中国石油石油化工研究院兰州化工研究中心兰州730060 中国石油庆阳石化分公司

在高岭土微球预成形过程中引入Y沸石导向剂,再以原位晶化法制备了NaY高岭土复合微球,并采用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、低温N_(2)吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)进行了表征。XRF和XRD表征结果显示,与常规方法相比,引入导向... 详细信息

在高岭土微球预成形过程中引入Y沸石导向剂,再以原位晶化法制备了NaY高岭土复合微球,并采用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、低温N_(2)吸附-脱附、扫描电子显微镜(SEM)进行了表征。XRF和XRD表征结果显示,与常规方法相比,引入导向剂后所制备的NaY高岭土复合微球的硅铝比从1.61上升到1.70,Y沸石结晶度从21%增加到29%。N_(2)吸附-脱附表征结果显示,常规方法制备的NaY高岭土复合微球的比表面积为311.8 m^(2)/g,孔体积为0.28 cm^(3)/g,而引入导向剂后复合微球的比表面积和孔体积分别增加到521.8 m^(2)/g和0.41 cm^(3)/g,同时介孔孔径从4~25 nm增加到10~150 nm。与常规方法制备的催化剂相比,在引入导向剂所制备原位晶化催化剂作用下,重油催化裂化的油浆收率下降3.78百分点,汽油收率增加3.48百分点,总液体收率增加3.11百分点。

关键词：高岭土原位晶化 Y沸石导向剂催化裂化

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二元系简单蒸馏与平衡蒸馏的关系

化工学报 2024年第5期75卷 1912-1919页

作者：刘逸群王超卢春喜中国石油集团石油化工研究院有限公司北京102206 中国石油大学(北京)化学工程与环境学院重质油全国重点实验室北京102249 中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院北京102206

Rayleigh方程是描述与时间相关的简单蒸馏的基础方程,广泛应用于同位素分馏等多个学科领域,但在化工分离的领域却鲜见报道。针对上述问题,基于组分净摩尔量建立了简单蒸馏的Rayleigh方程和平衡蒸馏的数学模型,并利用数学积分和差分关系,... 详细信息

Rayleigh方程是描述与时间相关的简单蒸馏的基础方程,广泛应用于同位素分馏等多个学科领域,但在化工分离的领域却鲜见报道。针对上述问题,基于组分净摩尔量建立了简单蒸馏的Rayleigh方程和平衡蒸馏的数学模型,并利用数学积分和差分关系,以N级串联平衡蒸馏建立了描述简单蒸馏的计算模型,从而揭示了简单蒸馏与平衡蒸馏间的理论关系。最后利用N级串联平衡蒸馏的数学模型,在N趋于无穷条件下推导出Rayleigh方程。结果表明:Rayleigh蒸馏是简单蒸馏的一种特殊操作工况,其特征为汽化率和加热速率趋于无穷小,蒸馏所需时间无限长。因此,Rayleigh蒸馏更适用于同位素分馏过程。

关键词： Rayleigh方程蒸馏简单蒸馏平衡蒸馏同位素分馏

碳纤维增强树脂基复合材料界面改性及应用进展

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材料工程 2024年第9期52卷 70-81页

作者：刘柳薪卢晓英吴颖荔栓红吴谨妤袁文静高源中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院北京102206

轻质高强的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在碳达峰和碳中和的国家战略中展现出重要的研究价值,提高复合材料界面结合强度是重点和难点问题。针对碳纤维表面浸润性差和力学性能转化率低的问题,简述了CFRP界面增强理论和碳纤维表面处理... 详细信息

轻质高强的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在碳达峰和碳中和的国家战略中展现出重要的研究价值,提高复合材料界面结合强度是重点和难点问题。针对碳纤维表面浸润性差和力学性能转化率低的问题,简述了CFRP界面增强理论和碳纤维表面处理方法,重点阐述了氧化法、化学接枝和涂层法,用物理或化学手段提高复合材料力学性能。此外,从热固性树脂和热塑性树脂两种基体材料的各自性能特点分析了碳纤维与树脂基体适配性的问题,提出了不同的解决方案。最后,介绍了CFRP在航空、风电叶片和新能源汽车领域的研究进展,提出了飞机轻量化、风机大型化和电车普及背景下材料研究的发展建议,如优化针对高强或高模等具有不同表面形态碳纤维的特定表面改性技术,开发针对不同树脂的改性方法,研发不同类别及应用场景下的碳纤维上浆剂,加强复合材料界面增强理论和界面表征技术研究,制定碳纤维复合材料标准化体系。

关键词：碳纤维复合材料界面改性热固性树脂热塑性树脂

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海外油气效益产量“二步决策法”研究及应用

工程科学学报 2024年第6期46卷 1161-1168页

作者：李婷中国石油化工股份有限公司勘探开发研究院北京100083

海外油气项目具有投入大、风险大、回收期长等特点,开展效益产量决策方法研究对提升石油公司整体经营实力、提高抗风险能力举足轻重.本文旨在建立一套系统全面的效益产量经营决策方法,通过抓准项目效益影响因素,构建基于全局满意解集的... 详细信息

海外油气项目具有投入大、风险大、回收期长等特点,开展效益产量决策方法研究对提升石油公司整体经营实力、提高抗风险能力举足轻重.本文旨在建立一套系统全面的效益产量经营决策方法,通过抓准项目效益影响因素,构建基于全局满意解集的效益产量“二步决策法”,实现一套“可全面可聚焦”的系统决策优选技术模型,最终以优选出的组合作为效益产量推荐方案,助推海外油气资产保值增值.本文创建的海外油气效益产量“二步决策法”,在国内某石油公司海外业务板块近4年的油气资产生产经营中取得了较好的应用效果,为该石油公司海外油气资产提效增效和高质量发展提供了可靠的技术支持.该方法也同样适用于国内上游油气开发板块效益产量优化决策,值得借鉴及推广.

关键词：海外油气效益产量二步决策法全局满意解集模型最优解优选技术

基于Micro-CT的渣油加氢保护剂3D重构研究

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石油炼制与化工 2024年第6期55卷 107-114页

作者：安谧程涛宋俊男张若霖何京杨晓彦徐华中国石油石油化工研究院北京100095

显微计算机断层扫描技术(Micro-CT)是一种无损检测方法,可以快速准确地建立分析对象的3D结构和组成。以工业运转后的渣油加氢保护剂为研究对象,创造性地引入Micro-CT对渣油加氢保护剂的微观结构进行了3D重构研究。通过比对Micro-CT切片... 详细信息

显微计算机断层扫描技术(Micro-CT)是一种无损检测方法,可以快速准确地建立分析对象的3D结构和组成。以工业运转后的渣油加氢保护剂为研究对象,创造性地引入Micro-CT对渣油加氢保护剂的微观结构进行了3D重构研究。通过比对Micro-CT切片数据离散图与扫描电镜元素离散图分布,对保护剂中孔隙、金属沉积物进行了识别与确认,并采用3D重构技术重建了孔隙及沉积物的三维分布模型。结果表明,利用Micro-CT可以从微米到纳米尺度构建保护剂的3D结构模型;发现工业运转后的渣油加氢保护剂内部还有大量未被使用的封闭孔,增加孔道的连通性是提高保护剂效率的关键。这种全新的渣油加氢保护剂微观结构分析方法能为渣油加氢保护剂的开发提供指导。

关键词：渣油加氢保护剂显微计算机断层扫描技术沉积物

Fe原位改性小晶粒Silicalite-1分子筛催化醛氨缩合性能研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第9期52卷 1280-1289页

作者：陶金泉贾亦静白天瑜黄文斌崔岩周亚松魏强中国石油大学(北京) 北京102206 中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院北京102206

吡啶及其衍生物统称为吡啶碱,其广泛应用于农药、医药等领域。Chichibabin醛氨缩合反应是目前工业制取吡啶碱最广泛的路线。目前,使用最广泛的ZSM-5分子筛受制于硅铝骨架结构的不稳定性,高活性反应周期较短(5 h),针对这一问题,本研究选... 详细信息

吡啶及其衍生物统称为吡啶碱,其广泛应用于农药、医药等领域。Chichibabin醛氨缩合反应是目前工业制取吡啶碱最广泛的路线。目前,使用最广泛的ZSM-5分子筛受制于硅铝骨架结构的不稳定性,高活性反应周期较短(5 h),针对这一问题,本研究选用热稳定性、水热稳定性优异的Silicalite-1分子筛,使用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为胶体分散剂,在水热合成分子筛的过程中向骨架中引入Fe,结合XRD、SEM、TG、BET、NH3-TPD、Py-FTIR等表征方法探究了晶化条件对Silicalite-1分子筛结晶度、孔结构和酸性质的影响。实验结果表明,在晶种投入量15%、PVP添加量3.75%时产品相对结晶度达到最高(103%),粒径约为200 nm。改性后的Silicalite-1具有更丰富的酸位点,醛氨缩合反应的初始活性由66%增加至85%,在反应进行15 h后,原料转化率和吡啶碱收率分别保持在66%和40%以上。研究提出的原位改性Silicalite-1分子筛策略极大扩宽了纯硅沸石在酸催化领域的应用,具有显著的科研价值和工业化潜力。

关键词： Silicalite-1分子筛原位改性水热法催化剂醛氨缩合反应