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合成气深冷分离部分冷凝与甲烷洗工艺的模拟与对比分析

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化学工程 2024年

作者：孙彦泽北京石油化工工程有限公司

根据常规原料合成气中氢、一氧化碳、甲烷组分含量的不同，通常有两种不同的分离工艺用于提纯一氧化碳产品和纯氢或富氢产品，当这些原料合成气中组分与常规工业气体组成相差较大时，往往无法直接判断采用部分冷凝工艺还是采用甲烷洗工... 详细信息

根据常规原料合成气中氢、一氧化碳、甲烷组分含量的不同，通常有两种不同的分离工艺用于提纯一氧化碳产品和纯氢或富氢产品，当这些原料合成气中组分与常规工业气体组成相差较大时，往往无法直接判断采用部分冷凝工艺还是采用甲烷洗工艺对此类合成气进行分离。为找到一种快捷判断采用哪种分离工艺更为合理的依据，通过调整原料合成气中关键组分一氧化碳和甲烷的体积比，利用工程模拟计算软件ASPEN HYSYS模拟计算出部分冷凝和甲烷洗两种合成气深冷分离工艺各自对应不同工况所需配置的制冷压缩机组功耗，经过对比发现当原料合成气中一氧化碳与甲烷组分体积比VCO/VCH4≤30及甲烷含量VCH4≥1.5v%时，甲烷洗工艺能耗优于部分冷凝工艺，此时选择甲烷洗工艺进行合成气分离更为合理，反之采用部分冷凝工艺进行合成气分离更为合理。

关键词：合成气深冷分离部分冷凝甲烷洗

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热风干燥细胞尺度水分传输及收缩数值模拟

工程热物理学报 2024年第2期45卷 543-550页

作者：范芃佐王鹏李政赢董冰北京石油化工学院机械工程学院北京102617

目前植物物料热风干燥过程中品质变化机理未得到充分地研究,原因之一是对细胞尺度上干燥特性认识不足。本文基于模型细胞,针对细胞中不同的结构建立水分传输模型,并建立力学模型模拟细胞失水过程中的收缩现象,实现热风干燥过程植物细胞... 详细信息

目前植物物料热风干燥过程中品质变化机理未得到充分地研究,原因之一是对细胞尺度上干燥特性认识不足。本文基于模型细胞,针对细胞中不同的结构建立水分传输模型,并建立力学模型模拟细胞失水过程中的收缩现象,实现热风干燥过程植物细胞尺度上的水分传输和收缩变形的模拟。通过与文献结果对比验证了本文模拟结果的正确性,分析了植物细胞中不同结构在水分传输和失水收缩过程的规律,以及细胞收缩变形对其水分传输的影响,为从细胞尺度分析物料的干燥特性打下基础。

关键词：热风干燥植物细胞水分传输失水收缩数值模拟

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利格列汀多晶型研究

高等学校化学学报 2024年第1期45卷 33-42页

作者：刘奇刘沫毅董思雨王学重何运良北京石油化工学院新材料与化工学院恩泽生物质精细化工北京市重点实验室北京102617 华润双鹤药业股份有限公司北京100124 北京石油化工学院信息工程学院北京102617

研究了利格列汀复杂的晶型现象及其晶格中的构象变化.通过培养利格列汀的单晶并进行X射线单晶衍射分析,首次得到了包括晶型A在内的3种晶体结构;结合文献已报道的2种晶体结构,分析了各晶体结构的特点及其晶格中的分子构象.研究结果表明,... 详细信息

研究了利格列汀复杂的晶型现象及其晶格中的构象变化.通过培养利格列汀的单晶并进行X射线单晶衍射分析,首次得到了包括晶型A在内的3种晶体结构;结合文献已报道的2种晶体结构,分析了各晶体结构的特点及其晶格中的分子构象.研究结果表明,5种晶体里存在晶型A和晶型F两种晶型,其中晶型F为准多晶型,可以包含多种溶剂,形成通道型溶剂合物,其晶格参数随包含的溶剂略有变化.晶型A的构象与晶型F的构象存在较高能垒,导致2种晶型难以互相转化.晶型F不同溶剂合物之间的分子构象并不完全相同,在粉末X射线衍射(PXRD)谱图上也有显著差异.最后,通过混悬转晶和热分析等方法研究了晶型之间的转化关系.

关键词：利格列汀多晶型构象通道型溶剂合物

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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

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加热温度和热处理对TC4钛合金热自压连接接头组织和性能的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第5期53卷 1287-1295页

作者：李会朝梁凯铭潘睿朱晓腾姜炳鑫陶虎威李志航胡正根张华北京石油化工学院机械工程学院北京102617 北京宇航系统工程研究所北京100076

采用自行设计的感应线圈、刚性拘束工装与实验室现有感应加热装置结合,以5 mm厚TC4钛合金为母材进行局部感应加热刚性拘束热自压扩散连接(TSCB),探究了不同加热温度和热处理对接头微观组织和力学性能的影响。结果表明,加热温度过低(900... 详细信息

采用自行设计的感应线圈、刚性拘束工装与实验室现有感应加热装置结合,以5 mm厚TC4钛合金为母材进行局部感应加热刚性拘束热自压扩散连接(TSCB),探究了不同加热温度和热处理对接头微观组织和力学性能的影响。结果表明,加热温度过低(900℃)会导致原子扩散不充分,加热温度过高(990℃,超过β→α相变温度)会形成的粗大魏氏体组织,导致接头力学性能降低。随着温度的升高,热拘束应力场对接头施加的压力先升高后降低,接头的连接质量也先升高后降低。只有加热温度为950℃即稍低于β→α相变温度时,组织分布最均匀,等轴α相晶粒最明显,且原子扩散更充分,应力场对接头施加的压力最高,接头力学性能最好。经650℃/3 h退火热处理后,发生了α→β相变,晶格的畸变程度降低,晶粒细化。TSCB接头残余应力状态由拉应力转变为压应力。残余应力显著降低,应力得到释放,从而提高了TSCB接头的力学性能,解决了TSCB接头塑性较低的问题。

关键词： TC4钛合金热自压扩散连接热处理显微组织力学性能

空气和水下环境304L不锈钢密封堆焊工艺对比

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中国表面工程 2024年

作者：赵友亮朱加雷赵晓鑫张仁祥赵志博李桂新赵亮北京石油化工学院

核电站乏燃料池长时间服役后因腐蚀产生裂纹、孔洞等缺陷，影响安全运行，但国内外对水下环境焊接修复的研究较少。采用ER-2209双相不锈钢实心焊丝完成了空气环境和水下环境304不锈钢密封堆焊层的制备。结果表明：堆焊层表面成形连续均... 详细信息

核电站乏燃料池长时间服役后因腐蚀产生裂纹、孔洞等缺陷，影响安全运行，但国内外对水下环境焊接修复的研究较少。采用ER-2209双相不锈钢实心焊丝完成了空气环境和水下环境304不锈钢密封堆焊层的制备。结果表明：堆焊层表面成形连续均匀，无裂纹、夹渣、焊瘤和咬边等缺陷。堆焊层内的微观组织包含双相不锈钢组织以及奥氏体不锈钢组织，且两者之间呈区域性分布。堆焊层横向拉伸试件的应力应变曲线抗拉强度高于母材，变形过程中诱发马氏体相变，使得母材的应力应变曲线后段的强度提高，总体伸长率高于堆焊层。在焊道间熔合处，奥氏体晶粒的结晶取向发生偏转，焊道的织构强度增强，两种环境中顶部横向拉伸试件呈现出较高的抗拉强度和较低的伸长率。由于水下环境的快冷作用促使双相不锈钢组织中的δ晶粒向γ的转变受到抑制，存在晶粒度较大的δ晶粒，δ铁素体的层错能较高，堆焊层硬度提高；快冷作用促使奥氏体不锈钢组织中生成大量沿奥氏体晶界分布的板条状铁素体，板条状铁素体区域性分布，提高了奥氏体不锈钢组织的硬度。堆焊层的极化曲线中可以观察到明显的钝化区间，堆焊层具备较好的耐腐蚀性能。分别在空气环境和水下环境制备了304L不锈钢堆焊层，研究了堆焊层的宏观形貌、微观组织和物相组成，分析了堆焊层的力学性能、显微硬度和耐腐蚀性能，研究内容对304L不锈钢浅表裂纹修复工程有重要作用。

关键词：熔深微观组织拉伸强度织构强度耐腐蚀性

EGSB-SBR-臭氧氧化组合工艺处理石化工业废水的研究

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工业水处理 2024年

作者：赵帆龚茜韩严和郭智季华马雪姣北京石油化工学院苏伊士环境科技(北京)有限公司

石化工业废水因其COD浓度高，含有毒及难降解物质且成分复杂，对生态环境、水体安全健康造成严重危害，需要进行有效处理才能排放。而仅采用单一的工艺技术很难满足日益严格的污水排放标准，因此构建了一种EGSB-SBR-臭氧氧化组合工艺，... 详细信息

石化工业废水因其COD浓度高，含有毒及难降解物质且成分复杂，对生态环境、水体安全健康造成严重危害，需要进行有效处理才能排放。而仅采用单一的工艺技术很难满足日益严格的污水排放标准，因此构建了一种EGSB-SBR-臭氧氧化组合工艺，考察其对某石化企业产生的SAR废酸浓缩冷凝液、RO浓水、顺酐废水及PPG废水的混合水的处理效果。结果表明，在厌氧处理中，EGSB工艺对该混合水的处理效果较好，当进水COD为4 000～9 000 mg/L时，容积负荷可达到5 kgCOD/(m3·d)左右，COD去除率可稳定在80%以上，CH4产气率可达300 NmlCH4/gΔCOD。厌氧工艺的出水经过好氧SBR工艺进一步处理后，COD平均去除率可达80%以上，最高污泥负荷达到0.19 kgCOD/（kgMLSS·d）。好氧实验的出水经臭氧氧化工艺深度处理后，COD平均去除率达60%，臭氧投加比在3.6以下。结果表明，EGSB-SBR-臭氧氧化组合工艺对目标混合废水的处理效果较好，该组合工艺可为实际工程项目提供技术支持。

关键词：厌氧消化好氧SBR工艺臭氧氧化组合工艺工业废水

同轴静电共喷纺及其在锂离子电池复合隔膜改性中的应用

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高分子材料科学与工程 2024年第3期40卷 125-132页

作者：任婕刘太奇郑玄之安雪谢成西吴飞翔北京石油化工学院环境材料研究中心北京102617 北京化工大学材料科学与工程系北京100029

文中介绍了一种制备纳米复合膜的方法——同轴静电共喷纺。首先组装了由外喷嘴和内喷嘴构成的同轴共喷纺装置,将静电纺丝与静电喷涂结合起来,利用该技术制备纳米纤维/颗粒复合膜。将聚偏氟乙烯(PVDF)/SiO_(2)溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)... 详细信息

文中介绍了一种制备纳米复合膜的方法——同轴静电共喷纺。首先组装了由外喷嘴和内喷嘴构成的同轴共喷纺装置,将静电纺丝与静电喷涂结合起来,利用该技术制备纳米纤维/颗粒复合膜。将聚偏氟乙烯(PVDF)/SiO_(2)溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,从外喷口制备颗粒;PVDF溶于DMF和丙酮混合物中,从内喷口制备纤维,成功制备了同时含颗粒和纤维的PVDF&PVDF/SiO_(2)复合膜,复合膜中颗粒的平均粒径为2.01μm,纤维平均直径为0.43μm。然后将PVDF&PVDF/SiO_(2)复合膜原位涂覆在商用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)隔膜上,从而制备了一种新型锂离子电池复合隔膜。测试结果表明,该复合隔膜的孔隙率为85.96%,比UHMWPE基材膜的37.85%有明显的提高,纵向收缩率由7.28%降低到5.26%,复合隔膜接触角由48.55°降低到14.93°。与未改性的商用隔膜相比,同轴静电共喷纺制备的复合隔膜首次充放电比容量由107.8 mAh/g提高到122.4 mAh/g,经50次循环后,仍具有良好的循环稳定性。

关键词：同轴静电共喷纺复合隔膜孔隙率

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模块化FTIR测定FCV用氢气痕量杂质

光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 853-858页

作者：袁蕙刘丹徐广通中石化石油化工科学研究院有限公司北京100083

设计构建了用于质子交换膜燃料电池汽车(FCV)氢气痕量杂质的模块化FTIR分析表征平台,开发了适用于氢气痕量杂质的分析方法,无需处理一次进样,能够同时快速测定HCOOH、CO、CO_(2)、NH_(3)、H_(2)O、CH_(4)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)、HCH... 详细信息

设计构建了用于质子交换膜燃料电池汽车(FCV)氢气痕量杂质的模块化FTIR分析表征平台,开发了适用于氢气痕量杂质的分析方法,无需处理一次进样,能够同时快速测定HCOOH、CO、CO_(2)、NH_(3)、H_(2)O、CH_(4)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(6)、HCHO等多种痕量级别杂质。考察了各含氢杂质分析的影响因素,精选了杂质物种定性区域,优化了定量方法,提出了实用性强的定量检出限,在降低了背景气和空白气纯度的要求也能确保限值浓度准确测定。九种杂质的计算方法检出限达到ASTM D7653-18参考值,其定量限也均低于ISO 14687:2019相应的限值,定量线性范围约2个数量级,相关系数均大于0.999,准确度和精密度均不高于10%,通过ISO 21087:2019规定的方法适用性验证规则,满足ISO 14687:19相应的质控标准。根据不同场景需求,样品模块、气体净化控制模块、配气模块、红外分析模块和尾气处理模块可以有机结合并具有良好的实用性和扩展性,尾气处理后氢气浓度可降至100μmol·mol^(-1)以下排放,满足安全绿色环保的要求。与实验室其他参考方法测定值有较好的一致性,并已在FCV氢气工业生产样品质量检测中得到应用,它将从实验室离线方法逐步发展成为适用于工业不同场景的在线方法,这对燃料级氢气品质体系的建立、纯化技术的推广应用及燃料电池催化剂新材料开发均具有意义。

关键词：傅里叶变换红外光谱氢气痕量杂质