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不同馏分油分级分质加工中萃取技术研究进展

化工学报 2024年第4期75卷 1065-1080页

作者：李俊赵亮高金森徐春明中国石油大学(北京)重质油全国重点实验室北京102249

解决传统燃料过剩、开发绿色高效低耗的油品加工技术是双碳背景下的必然趋势。发展分子炼油理念下的变革性加工技术,实现从“馏分加工”到“组分加工”,是节能降耗、物尽其用的重要思路,其中组分的高效分离是实践分子炼油理念、实现精... 详细信息

解决传统燃料过剩、开发绿色高效低耗的油品加工技术是双碳背景下的必然趋势。发展分子炼油理念下的变革性加工技术,实现从“馏分加工”到“组分加工”,是节能降耗、物尽其用的重要思路,其中组分的高效分离是实践分子炼油理念、实现精细化加工的重中之重。详细介绍了我国各种馏分油的化学组成的分布规律以及现有溶剂萃取技术分离芳烃、烷烃和杂原子化合物等组分的研究现状,讨论了各类油品由于组成差异而导致不同的分离难点,旨在提出未来研究的切入点和有价值的研究方向。

关键词：馏分油分离溶剂萃取芳烃烷烃杂原子化合物

亚毫米气泡和常规尺寸气泡气液两相流流动与传质特性对比

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化工学报 2024年第1期75卷 197-210,F0004页

作者：崔怡洲李成祥翟霖晓刘束玉石孝刚高金森蓝兴英中国石油大学(北京)重质油全国重点实验室北京102249

通过实验和数值模拟系统研究了亚毫米气泡鼓泡塔与常规鼓泡塔在流动和传质特性上的区别,并建立了适用于亚毫米气泡气液两相流流动和传质过程的数值模拟方法。研究结果表明,相比常规鼓泡塔,相同操作条件下亚毫米气泡鼓泡塔的气泡尺寸分... 详细信息

通过实验和数值模拟系统研究了亚毫米气泡鼓泡塔与常规鼓泡塔在流动和传质特性上的区别,并建立了适用于亚毫米气泡气液两相流流动和传质过程的数值模拟方法。研究结果表明,相比常规鼓泡塔,相同操作条件下亚毫米气泡鼓泡塔的气泡尺寸分布更窄,平均尺寸降至前者3%左右,气含率提高2倍以上,比表面积提高2个数量级。另外亚毫米气泡气液两相流中气液径向分布更均匀,轴向返混程度更小。亚毫米气泡鼓泡塔的相界面积是强化传质的关键控制因素,其液相传质系数虽低于常规鼓泡塔,但依靠巨大的相界面积,其体积传质系数是常规鼓泡塔的10倍左右。针对大规模鼓泡塔反应器的模拟结果也表明,亚毫米气泡可使反应器达到更均匀的气含率分布,受初始气液分布的影响小。

关键词：亚毫米气泡鼓泡塔气液两相流传质数值模拟过程强化

Geldart C类脱硫灰颗粒在环流耦合提升管内稳定流动特性

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化工学报 2024年第4期75卷 1485-1496,F0004页

作者：王成秀宋大山李之辉杨潇蓝兴英高金森徐春明中国石油大学(北京)重质油全国重点实验室北京102249

我国CO_(2)的排放中70%来自工业领域,故工业过程的碳捕集对实现“双碳目标”十分关键。工业烟气中往往含有的硫氧化物会腐蚀设备并使后续脱碳等过程使用的催化剂中毒。因此,工业烟气的深度脱硫技术对后续的CO_(2)捕集或提纯过程至关重... 详细信息

我国CO_(2)的排放中70%来自工业领域,故工业过程的碳捕集对实现“双碳目标”十分关键。工业烟气中往往含有的硫氧化物会腐蚀设备并使后续脱碳等过程使用的催化剂中毒。因此,工业烟气的深度脱硫技术对后续的CO_(2)捕集或提纯过程至关重要。循环流化床半干法烟气脱硫因具有脱硫效率高、无污染、停留时间可控等优点受到广泛关注。循环流化床脱硫工艺中作为脱硫剂的脱硫灰颗粒为典型Geldart C类颗粒。由于C类颗粒的强黏附性,其在循环流化床操作中容易结块,从而影响装置稳定运行。为了强化脱硫灰颗粒在循环流化床内的流动稳定性,提出了环流强化的耦合提升管反应器的概念,并自行设计搭建了一套导流筒内径100 mm、高度300 mm,外筒内径160 mm、高度760 mm,输送段内径75 mm、总高度12.6 m的环流耦合提升管。在U_(g)=4 m/s、G_(s)=45 kg/(m^(2)·s),U_(g)=7 m/s、G_(s)=25 kg/(m^(2)·s)的操作条件下,考察了环流段的压力分布、标准差以及功率谱密度。当环隙区气速为0.4 m/s时,环流流动能够实现稳定、连续的密相环流流动。在C类颗粒形成稳定流动基础上,讨论了环流耦合提升管内的流动特性分布规律,包括固含率和颗粒速度。实验发现,环流流动的设计可以强化C类颗粒的流动特性,大幅提高耦合反应器内C类颗粒脱硫灰固含率,并实现了C类颗粒循环流态化装置的稳定运行。同时,这些研究结果可以为C类颗粒新型循环流态化反应器设计提供参考。

关键词：循环流化床多相反应器流体力学脱硫灰颗粒 Geldart C颗粒环流反应器

小晶粒NiY分子筛的合成及其加氢裂化反应性能

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燃料化学学报（中英文） 2024年第6期52卷 775-789页

作者：孙劲晓王晓晗魏强周亚松中国石油大学(北京)重质油全国重点实验室北京102249

通过在小晶粒Y分子筛合成的过程中原位引入Ni源合成了一系列不同Ni掺入量的小晶粒Y-xNi分子筛,将活性金属Ni预浸渍到Y分子筛的骨架中。将Y-xNi分子筛和ASA混合物作为载体并采用等体积浸渍法负载Ni和W,制备了系列Cat-xNi加氢裂化催化剂,... 详细信息

通过在小晶粒Y分子筛合成的过程中原位引入Ni源合成了一系列不同Ni掺入量的小晶粒Y-xNi分子筛,将活性金属Ni预浸渍到Y分子筛的骨架中。将Y-xNi分子筛和ASA混合物作为载体并采用等体积浸渍法负载Ni和W,制备了系列Cat-xNi加氢裂化催化剂,以正十六烷为反应物,探究其加氢裂化催化反应性能。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段分析了Ni的掺入对Y分子筛及Cat-xNi催化剂理化性质的影响。结果表明,Ni主要取代Al引入Y分子筛骨架;在Y分子筛中适量掺入Ni会提高Y分子筛的相对结晶度以及Bronsted酸和Lewis酸位点的数量,但过量的Ni掺入不利于Y分子筛的结晶。Ni的掺入削弱了金属与载体间的相互作用,提高了活性金属的硫化度及NiWS活性相的堆积数及分散度,调节了催化剂上金属中心与酸中心的匹配。催化性能评价结果显示,由于Ni改性能同时增加Br?nsted酸中心与NiWS活性中心数量,增强金属中心与酸中心之间的协同作用,因而在提高正十六烷加氢裂化活性的同时可避免其过度裂化,获得较高的中间馏分产物(C8-C12)选择性及收率。在360℃反应条件下,与Cat-0Ni催化剂相比,Cat-0.2Ni催化剂具有较高的n-C16转化率和C8-C12产物收率(达65.4%)。综上可知,采用原位合成法将活性金属Ni预浸渍在Y分子筛上可以有效调节裂化活性中心与加氢活性中心之间的平衡,从而提高其催化活性和中间馏分产物的收率。

关键词： Y分子筛原位Ni修饰催化剂加氢裂化中间馏分油

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微气泡发生器的研究与应用进展

化工进展 2024年第1期43卷 111-123页

作者：翟霖晓崔怡洲李成祥石孝刚高金森蓝兴英中国石油大学(北京)重质油全国重点实验室北京102249

微气泡具有体积小、稳定性高、停留时间长、比表面积大和具有较强自增压效应等优点,可以显著增加气液两相的接触面积和接触时间,强化气液两相的传质速率。目前,多种基于不同原理的微气泡发生器均可以有效产生微气泡,而不同领域利用微气... 详细信息

微气泡具有体积小、稳定性高、停留时间长、比表面积大和具有较强自增压效应等优点,可以显著增加气液两相的接触面积和接触时间,强化气液两相的传质速率。目前,多种基于不同原理的微气泡发生器均可以有效产生微气泡,而不同领域利用微气泡的侧重点有所不同,因此其应用的微气泡发生技术也有所区别。本文综述了微气泡发生器在水处理过程、生物和医学领域、矿物浮选过程以及化工过程中的应用,重点阐述了各工业过程中常用的微气泡发生器类型和微气泡发生器的发泡原理,简述了各类微气泡发生器的气泡生成效果,指出了微气泡发生器的结构和操作条件对微气泡发生性能的影响,总结了各类微气泡发生器的使用条件。当下,依靠单一原理的微气泡发生技术仍具有一定的局限性,而耦合式微气泡发生器结合多种微气泡生成原理的优势,可以产生尺寸更小、分布更均匀的微气泡,因此耦合式微气泡发生器的研发对未来微气泡技术的应用具有重要意义。本文最后对微气泡发生器的应用前景、研发方向等进行了总结和展望。

关键词：微气泡气液两相过程强化微气泡发生器微气泡应用耦合式微气泡发生器

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柴油烃类族组成分离技术研究进展

化工学报 2024年第1期75卷 20-32页

作者：王尤佳赵亮高金森徐春明中国石油大学(北京)重质油全国重点实验室北京102249

随着我国炼油技术的不断提高与新能源的开发利用,燃料市场趋向饱和,柴油出现明显过剩。将柴油通过分离手段转油为化,实现族组分中芳烃/非芳烃的高效低碳分离,是实现柴油高值化利用、缓解过剩问题的重要途径。首先阐述了我国柴油族组成... 详细信息

随着我国炼油技术的不断提高与新能源的开发利用,燃料市场趋向饱和,柴油出现明显过剩。将柴油通过分离手段转油为化,实现族组分中芳烃/非芳烃的高效低碳分离,是实现柴油高值化利用、缓解过剩问题的重要途径。首先阐述了我国柴油族组成的分布规律,提出针对直馏柴油与催化裂化柴油(FCC柴油)进行分离时切入点的差异;详细介绍了柴油中芳烃与链烷烃的分离技术,如溶剂萃取、膜分离、吸附分离、尿素络合等,并分析讨论了各种分离技术的优劣势以及未来研究方向;最后对柴油中芳烃与链烷烃的分离进行了总结与展望。

关键词：柴油分离溶剂萃取膜吸附脱蜡

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碳化钼的结构、制备及应用研究进展

材料导报 2024年第5期38卷 120-137页

作者：邓开鑫刘澄虎于志庆黄文斌魏强周亚松中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249

将碳原子引入钼的晶格中形成碳化钼时,形成的间充结构具有独特的物理和化学性质,在加氢反应和制氢反应等领域具有优异的催化性能,可与贵金属铂、钯相媲美。碳化钼化学性质活泼,合成方法和实验条件都密切影响着最终产品的物化性质,任何... 详细信息

将碳原子引入钼的晶格中形成碳化钼时,形成的间充结构具有独特的物理和化学性质,在加氢反应和制氢反应等领域具有优异的催化性能,可与贵金属铂、钯相媲美。碳化钼化学性质活泼,合成方法和实验条件都密切影响着最终产品的物化性质,任何一种反应原料和实验条件发生微小变化,都可能造成碳化钼的晶相结构、晶粒大小、比表面积等产生较大变化,从而改变材料的催化性质。本文对几种典型碳化钼的晶相类型及空间结构分别进行了介绍,分析了影响碳化钼结构的电子性质和几何因素,系统总结了碳化钼的合成策略并指出了不同制备方法的优劣势。以程序升温还原法为例,分析了碳化钼的生长机理,并从碳化终温、升温速率、碳源浓度三方面着重讨论了制备条件对材料的影响。然后总结了碳化钼在加氢反应、制氢反应、传感器及生物医学材料等领域的应用,详细阐述了碳化钼在电催化析氢和CO_(2)加氢转化反应中的催化机理及改进策略,最后基于目前存在的挑战进一步提出碳化钼材料未来的发展方向。

关键词：碳化钼晶体结构程序升温还原法合成策略电解水析氢三维材料

石墨烯/三聚氰胺海绵制备及其光热水蒸发性能

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化工进展 2024年第10期43卷 5671-5678页

作者：申琦田晓雯张婉晴孙乐汀郝梦扬于洁段莹莹刘会娥陈爽郭启麟范明侃中国石油大学(华东)重质油全国重点实验室山东青岛266580

石墨烯在太阳能界面蒸发领域显示出巨大的应用潜力,但其应用仍存在成本高、制备复杂等诸多限制。为了解决这一问题,将吸光性能优异的石墨烯(RGO)与强亲水性的三聚氰胺海绵(MS)结合,制备了石墨烯/三聚氰胺海绵(RGO/MS)双层复合材料,考察... 详细信息

石墨烯在太阳能界面蒸发领域显示出巨大的应用潜力,但其应用仍存在成本高、制备复杂等诸多限制。为了解决这一问题,将吸光性能优异的石墨烯(RGO)与强亲水性的三聚氰胺海绵(MS)结合,制备了石墨烯/三聚氰胺海绵(RGO/MS)双层复合材料,考察了石墨烯负载方法、MS高度、海绵孔隙率对水蒸发速率的影响。当采用滴铸法负载RGO、MS高度为12mm、孔隙率为99.8%时制备的RGO/MS复合材料光热水蒸发效果最佳。在1.0kW/m^(2)条件下,RGO/MS复合材料的水蒸发速率可达2.441kg/(m^(2)·h)。研究结果表明:RGO/MS复合材料具有稳定的机械性能,RGO分布均匀,在光热蒸发人工海水中表现出良好的连续使用性能。RGO/MS复合材料制备工艺简单,材料成本低,有望用于净化海水领域。

关键词：石墨烯蒸发光热蒸发速率空隙率可持续性

叔丁基过氧化氢催化分解制备丙酮及催化剂失活原因

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精细化工 2024年第8期41卷 1795-1803页

作者：李宁袁孟真徐家乐李修仪王国玮祝晓琳李春义中国石油大学国家重质油重点实验室山东青岛266580

以催化异丁烷和氧气为原料生成的叔丁基过氧化氢(TBHP)分解来制备丙酮。对制备丙酮的最优反应条件、催化体系、催化剂稳定性、循环利用性以及催化剂失活的原因进行了考察。结果表明,催化剂的酸性对反应的活性有明显的影响,β分子筛具有... 详细信息

以催化异丁烷和氧气为原料生成的叔丁基过氧化氢(TBHP)分解来制备丙酮。对制备丙酮的最优反应条件、催化体系、催化剂稳定性、循环利用性以及催化剂失活的原因进行了考察。结果表明,催化剂的酸性对反应的活性有明显的影响,β分子筛具有最优的催化性能(TBHP转化率为100%),且主要产物丙酮的选择性为49%;在28 h的反应周期内,丙酮的选择性明显下降(降低21%),说明催化剂的稳定性较差,但多次(5次)再生活性仍可恢复。通过不同产物预处理催化剂,确定了丙酮的进一步反应是催化剂失活的主要原因;使用无水乙醇稀释TBHP后反应28 h的稳定性明显提高,并且催化剂的反应性能及重复利用性并未受到影响。

关键词：叔丁基过氧化氢催化分解 β分子筛催化剂丙酮制备稳定性丙酮聚合重复利用性