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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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聚氯乙烯废塑料水热脱氯技术研究进展

化工进展 2024年

作者：郝清泉隋立华刘静如张树才化学品安全全国重点实验室中石化安全工程研究院有限公司

热解是当前废塑料最具前景的处置技术之一，但混合废塑料中的聚氯乙烯（PVC）在热解过程中会导致产物氯含量严重超标及设备腐蚀问题，成为废塑料资源化利用过程中的瓶颈。本文首先介绍了PVC处置过程的危害，综合对比了现有PVC脱氯技术... 详细信息

热解是当前废塑料最具前景的处置技术之一，但混合废塑料中的聚氯乙烯（PVC）在热解过程中会导致产物氯含量严重超标及设备腐蚀问题，成为废塑料资源化利用过程中的瓶颈。本文首先介绍了PVC处置过程的危害，综合对比了现有PVC脱氯技术的优劣。其次，着重围绕PVC水热脱氯技术，剖析了PVC水热处理过程的脱氯机理及外源添加物的强化脱氯机制，列举了PVC水热产物的利用、水热处理反应器及规模化应用情况。最后，指出了当前PVC水热脱氯技术中存在的问题，并针对性地提出了解决思路及展望，以期为含氯混合废塑料无害化、资源化及高值化利用技术的开发提供指导。

关键词：废塑料聚氯乙烯废物处理水热脱氯技术

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

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

弹性大补偿密封作用下储罐钢制双盘式浮顶的受力特性

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油气储运 2024年

作者：张瑞宇张玉平孙明源李荣彬王世强陶彬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

[目的]随着环保排放要求的日益严苛，全接液浮顶和大补偿密封逐步在浮顶罐上使用，在边缘密封、罐壁变形等因素共同作用下，浮顶受力情况复杂且破坏、卡盘等事故时有发生。研究弹性大补偿密封作用下浮顶的受力特性，对保障浮顶安全运行... 详细信息

[目的]随着环保排放要求的日益严苛，全接液浮顶和大补偿密封逐步在浮顶罐上使用，在边缘密封、罐壁变形等因素共同作用下，浮顶受力情况复杂且破坏、卡盘等事故时有发生。研究弹性大补偿密封作用下浮顶的受力特性，对保障浮顶安全运行具有重要意义。[方法]设计并搭建了储罐密封效能测试平台，测试不同环形间隙下弹性大补偿密封对浮顶的作用力。基于有限元方法建立了5×104m3储罐双盘式浮顶有限元分析模型，开展正常运行、罐壁变形及极端卡盘工况下浮顶应力与变形分布特性研究，分析了多工况下浮顶的应力集中薄弱区。[结果]随环形间隙的缩小，大补偿密封结构的压紧程度提升，与罐壁接触区域逐渐上移，浮顶所受摩擦力显著增大；正常运行时，最大Mises应力位于桁架结构，应力集中区域为靠近底板侧横梁与加强筋的连接处；罐壁发生椭圆化变形或存在局部变形时，局部卡阻处浮顶变形量增加，当浮顶所受平均摩擦力接近时，储罐的局部变形相比椭圆化变形更易导致浮顶卡盘与失稳；在卡盘工况下，浮顶所受最大Mises应力显著增大，且在极端卡盘条件下浮顶所受应力超过其许用应力，造成局部强度破坏。[结论]对于存在罐壁变形的储罐，在对其加装高效密封或进行密封改造时，应开展浮顶力学性能评价工作，以确保浮顶储罐的安全运行。

关键词：大型储罐浮顶弹性大补偿密封桁架应力分布罐体变形

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

超高酸原油中石油酸分子组成表征与腐蚀性预测

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石油学报（石油加工） 2024年第3期40卷 833-840页

作者：牛鲁娜中石化安全工程研究院有限公司化学品安全国家重点实验室山东青岛266000

采用傅里叶变换离子回旋共振质谱法对国内某超高酸原油及其馏分油中的石油酸分子组成进行表征,研究Q345R、1Cr5Mo、304L和316L 4种典型炼油装置用材在不同酸值(Total acid number,TAN)油品中的静态腐蚀行为,并构建高温酸腐蚀预测模型。... 详细信息

采用傅里叶变换离子回旋共振质谱法对国内某超高酸原油及其馏分油中的石油酸分子组成进行表征,研究Q345R、1Cr5Mo、304L和316L 4种典型炼油装置用材在不同酸值(Total acid number,TAN)油品中的静态腐蚀行为,并构建高温酸腐蚀预测模型。结果表明,TAN为10.403 mg KOH/g、含2个氧原子的O2类石油羧酸是石油酸的主要成分,其中二环、三环环烷酸和单环芳香羧酸含量相对较高。168 h静态挂片腐蚀实验结果表明,4种材质腐蚀速率均随温度升高而增加,高于280℃后增加趋势逐渐变缓。不同材质微观腐蚀形貌存在显著差异:Q345R整体呈现均匀腐蚀形态;1Cr5Mo表面形成密集蚀坑;304L表面分布少量浅表性腐蚀区;316L仍可见金属光泽。根据腐蚀速率结果,考虑脂肪酸、环烷酸和芳香酸与金属的结合作用,将石油酸分子组成作为腐蚀预测模型的修正项,采用Levenberg-Marquardt(LM)算法拟合模型参数,模型相关系数R 2大于0.950,均方根误差RMSE小于0.089,可实现超高酸原油腐蚀性的早期预测,为指导超高酸原油加工装置合理选材、制定检维修计划提供支持。

关键词：腐蚀环烷酸傅里叶变换离子回旋共振质谱超高酸原油预测

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

石化企业气体泄漏红外成像检测技术实验研究与分析

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红外技术 2024年第8期46卷 947-956页

作者：迟晓铭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

针对石化企业气体泄漏红外成像检测技术应用问题,对常见气体甲烷、乙烯等开展实验研究,系统性地研究了气体红外吸收特性、气体浓度、背景温度、探测器灵敏度影响因素并分析了气体红外热成像技术与红外光谱成像技术特点。在实验研究分析... 详细信息

针对石化企业气体泄漏红外成像检测技术应用问题,对常见气体甲烷、乙烯等开展实验研究,系统性地研究了气体红外吸收特性、气体浓度、背景温度、探测器灵敏度影响因素并分析了气体红外热成像技术与红外光谱成像技术特点。在实验研究分析的基础上,对企业提出使用建议,为石化企业应用气体泄漏红外成像检测技术提供技术参考。

关键词：气体泄漏红外光谱成像热成像影响因素