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液氢制-储-运-加关键技术发展现状及展望

发电技术 2024年

作者：张杰罗雪鹏石油天然气装备教育部重点实验室(西南石油大学)

【目的】液态储运是实现氢气大规模、远距离储运，保证氢能规模化应用的有效途径之一，目前我国针对液氢制备、储运及加注领域研究相对较少，为此，对该领域关键技术发展现状进行分析。【方法】对比了高压气态、液态及固态储氢技术的优... 详细信息

【目的】液态储运是实现氢气大规模、远距离储运，保证氢能规模化应用的有效途径之一，目前我国针对液氢制备、储运及加注领域研究相对较少，为此，对该领域关键技术发展现状进行分析。【方法】对比了高压气态、液态及固态储氢技术的优缺点；综述了液氢制备过程中的主要液化方法、液氢储存绝热技术与关键材料；分析了液氢不同运输方式与装备的特性；梳理了液氢加氢站建设，对比了液氢加注技术；阐述了液氢主要应用领域和产业化模式，对近年来我国液氢储运专利技术进行统计分析。【结果】提出了我国液氢储运发展面临的“卡脖子”难点以及亟需技术攻关方向。【结论】该综述可为液氢关键技术研究与装备研制提供参考。

关键词：液氢液化制取储运液氢加注储罐

弯曲载荷下双金属机械复合管内衬层屈曲失效机理

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船舶力学 2024年第2期28卷 283-293页

作者：张杰胡特西南石油大学机电工程学院成都610500 石油天然气装备技术四川省科技资源共享服务平台成都610500 石油天然气装备教育部重点实验室成都610500

双金属机械复合管是油气田集输管线防腐控制的主要措施之一,而内衬层的失效是制约复合管工程应用的关键难题。为研究双金属机械复合管内衬层屈曲失效机理,建立弯曲载荷下复合管力学模型,研究成型压力、工作内压及复合管结构参数对内衬... 详细信息

双金属机械复合管是油气田集输管线防腐控制的主要措施之一,而内衬层的失效是制约复合管工程应用的关键难题。为研究双金属机械复合管内衬层屈曲失效机理,建立弯曲载荷下复合管力学模型,研究成型压力、工作内压及复合管结构参数对内衬层失效模式的影响规律。结果表明:增加成型后的残余接触压力有助于提高内衬层的抗屈曲能力;较高的工作内压能够延缓内衬层屈曲时间,减小其褶皱幅值;成型前复合管层间初始间隙减小有利于提高内衬层抗屈曲能力;随着外基管壁厚、内衬管壁厚、复合管内径的增加,内衬管的抗屈曲能力增强。

关键词：双金属复合管液压成型弯曲载荷屈曲失效

烷氧基丙胺类新型溶剂分子设计及其脱除高酸性天然气中硫醇

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化工进展 2024年

作者：刘传磊陈宇翔郭冠初赵起越姜豪孙辉沈本贤华东理工大学绿色能源化工国际联合研究中心新疆大学石油天然气精细化工教育部重点实验室华东理工大学化工学院

硫醇类化合物是酸性天然气中普遍存在的有害组分，相较于硫化氢和二氧化碳，硫醇类化合物的酸性和反应活性较低，难以通过传统的胺洗脱硫工艺实现深度脱除。本研究采用基于COSMO-RS理论的溶解度预测方法筛选了对甲硫醇具有理想溶解性能... 详细信息

硫醇类化合物是酸性天然气中普遍存在的有害组分，相较于硫化氢和二氧化碳，硫醇类化合物的酸性和反应活性较低，难以通过传统的胺洗脱硫工艺实现深度脱除。本研究采用基于COSMO-RS理论的溶解度预测方法筛选了对甲硫醇具有理想溶解性能的溶剂，然后在小试吸收实验装置上评价了其对甲硫醇的脱除效率，进一步借助量化计算揭示其高效吸收溶解甲硫醇的机制。结果表明，烷氧基丙胺化合物对甲硫醇具有较好的溶解性能；在气液比不高于250的吸收条件下，使用浓度不低于20wt%的烷氧基丙胺溶液可将原料气中5%的硫化氢和933 mg·S/Nm3的有机硫分别脱除至0和20 mg·S/Nm3以下，净化气硫含量满足天然气新国标(GB17820-2018)一类气指标要求；溶剂-溶质间弱相互作用分析表明，烷氧基丙胺通过较强的氢键作用和大面积范德华作用高效捕获甲硫醇分子。

关键词：天然气净化甲硫醇脱硫溶剂设计烷氧基丙胺相互作用

吡唑啉酮与磺酰氯的直接磺酰化合成吡唑磺酸酯

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有机化学 2024年

作者：王斌韩万仓代林林张永红夏昱金伟伟刘晨江新疆大学化学学院乌鲁木齐绿色催化与合成技术重点实验室石油天然气精细化工教育部暨自治区重点实验室碳基能源化学与利用国家重点实验室新疆大学分析测试中心新疆大学未来技术学院

吡唑作为核心骨架存在于许多生物活性分子中，在医药、农用化学品和其它功能材料中有着广泛的应用.磺酸酯是有机合成中的重要中间体，在有机化学中发挥着非常重要的作用.本文以吡唑啉酮和磺酰氯为原料，发展了一种合成吡唑磺酸酯化合物... 详细信息

吡唑作为核心骨架存在于许多生物活性分子中，在医药、农用化学品和其它功能材料中有着广泛的应用.磺酸酯是有机合成中的重要中间体，在有机化学中发挥着非常重要的作用.本文以吡唑啉酮和磺酰氯为原料，发展了一种合成吡唑磺酸酯化合物的绿色高效方法.该方法简单易操作，无需任何添加剂、金属及氧化剂，只需在室温和水作为溶剂的条件下就可以高效的合成重要的吡唑磺酸酯.克级规模反应和产物的转化应用进一步证明了该方法的实用性.

关键词：吡唑啉酮磺酰氯磺酰化吡唑磺酸酯

硼氮共掺杂海藻酸钠基多孔炭及其快速高效储锌

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新型炭材料（中英文） 2024年第3期39卷 506-514页

作者：卢亚平王红星刘澜涛庞伟伟陈晓红北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室材料电化学过程与技术北京市重点实验室北京100029 中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院北京102206

近年来,锌离子电容器(ZIHCs)因其环境友好性和优异的电化学性能而备受关注。然而,ZIHCs的研究体系尚不成熟,为改善ZIHCs的储能动力学和循环稳定性等问题,亟需研发出低成本和高性能的碳基电极材料。本工作以海藻酸钠为碳前驱体,五硼酸铵... 详细信息

近年来,锌离子电容器(ZIHCs)因其环境友好性和优异的电化学性能而备受关注。然而,ZIHCs的研究体系尚不成熟,为改善ZIHCs的储能动力学和循环稳定性等问题,亟需研发出低成本和高性能的碳基电极材料。本工作以海藻酸钠为碳前驱体,五硼酸铵为氮源和硼源,采用一步水热活化策略合成了氮/硼含量较高的分级多孔炭(NBSPC)。这种策略可以有效重塑炭的多孔结构,产生大量的活性位点,贡献额外的赝电容,从而提高其电化学性能。以NBSPC为正极构建了锌离子电容器,其在40 A g^(-1)的超高电流密度下,可以实现85.4 mAh g^(-1)优异的倍率性能,并在10 A g^(-1)的电流密度下可以稳定循环15000次,容量保持率高达94.5%。

关键词：海藻酸钠衍生多孔炭氮/硼共掺杂一步水热活化锌离子电容器

特斯拉阀鱼道与竖缝式鱼道水力特性数值模拟研究及可行性分析

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中国农村水利水电 2024年

作者：黎伟谭聪宇西南石油大学机电工程学院石油天然气装备教育部重点实验室

为探究特斯拉阀鱼道和两种竖缝式鱼道能否满足鱼类洄游条件，基于Fluent采用标准RNG k-ε湍流模型和VOF多相流对自由水面进行捕捉的方法，对三种鱼道池室流场进行三维湍流数值模拟，主要采用相同的边界条件研究三种鱼道的水力特性对四... 详细信息

为探究特斯拉阀鱼道和两种竖缝式鱼道能否满足鱼类洄游条件，基于Fluent采用标准RNG k-ε湍流模型和VOF多相流对自由水面进行捕捉的方法，对三种鱼道池室流场进行三维湍流数值模拟，主要采用相同的边界条件研究三种鱼道的水力特性对四大家鱼洄游的影响。分析得出，三种鱼道主流明确，流态分区明显，从底层到高层，主流流态越来越不明显，流速呈减小趋势。双侧竖缝式鱼道、异侧布置竖缝式鱼道和特斯拉阀鱼道的平均流速分别为0.49m/s、0.45m/s和0.69m/s，平均回流区占比分别为0.67、0.71、0.69，最大流速分别为1.24 m/s、1.49 m/s、1.54 m/s。双侧竖缝式鱼道、异侧布置竖缝式鱼道和特斯拉阀鱼道的断面最大流速分别为1.09 m/s、1.38 m/s、1.54 m/s，断面平均流速为0.75 m/s、0.57 m/s、0.85 m/s。双侧竖缝式鱼道最大湍动能0.054 m2/s2出现在上层水体隔板后方，其余绝大部分区域湍动能小于0.05 m2/s2；异侧布置竖缝式鱼道最大湍动能0.072 m2/s2出现在上层水体竖缝出口处，其余绝大部分区域湍动能小于0.05 m2/s2；特斯拉阀鱼道最大湍动能0.221 m2/s2出现在上层水体的单元回路中，主干道的绝大部分区域湍动能小于0.05 m2/s2。分析得出三种鱼道的流速、流态满足鱼类洄游条件，三种鱼道预计鱼类洄游路线区域的湍动能满足鱼类洄游条件，本文研究成果可为以后的鱼道结构设计提供思路。

关键词：竖缝式鱼道特斯拉阀鱼道数值模拟水力特性流场

质子交换膜燃料电池金属双极板流道结构及制造工艺

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新能源进展 2024年第1期12卷 82-90页

作者：王瑞川张杰王继西南石油大学石油天然气装备教育部重点实验室成都610500 陕西中源氢能新能源有限公司西安712044

金属双极板因具有强度高、导电性和传热能力好、能量损失小、密封性好等优势,且加工方便、加工成本低、可制造超薄厚度及高体积比功率等特性,逐渐成为双极板材料的首选,而流道结构设计和制造工艺是影响金属双极板成形质量和工作性能的... 详细信息

金属双极板因具有强度高、导电性和传热能力好、能量损失小、密封性好等优势,且加工方便、加工成本低、可制造超薄厚度及高体积比功率等特性,逐渐成为双极板材料的首选,而流道结构设计和制造工艺是影响金属双极板成形质量和工作性能的关键。对比了金属双极板常用传统流道结构与新型流道结构,分析了结构变化对燃料电池性能的影响;梳理了金属双极板的冲压成形、液压成形、软膜成形、辊轧成形、电磁成形、特种成形等塑性成形工艺技术及成形装备;最后对金属双极板的流道结构设计与制造工艺进行了展望。

关键词：燃料电池金属双极板流道结构制造工艺成形质量

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机器学习辅助乙硫醇高效吸收溶剂分子设计

化工学报 2024年第3期75卷 914-923,F0001页

作者：陈宇翔刘传磊龚子君赵起越郭冠初姜豪孙辉沈本贤华东理工大学石油加工研究所上海200237 中国科学院过程工程研究所北京100190 华东理工大学绿色能源化工国际联合研究中心上海200237 新疆大学石油天然气精细化工教育部重点实验室新疆乌鲁木齐830046

针对传统胺洗脱硫工艺中有机硫脱除效率低,溶剂开发周期长、成本高等问题,利用7种机器学习算法建立了乙硫醇溶解度的定量构效关系模型,运用SHAP方法阐释了乙硫醇的吸收机理,对备选分子库进行了虚拟筛选,识别出高效吸收脱除乙硫醇的溶剂... 详细信息

针对传统胺洗脱硫工艺中有机硫脱除效率低,溶剂开发周期长、成本高等问题,利用7种机器学习算法建立了乙硫醇溶解度的定量构效关系模型,运用SHAP方法阐释了乙硫醇的吸收机理,对备选分子库进行了虚拟筛选,识别出高效吸收脱除乙硫醇的溶剂。基于COSMO-RS模型计算了14732种溶剂的乙硫醇溶解度,这些分子覆盖了广泛的化学空间;XGBoost算法在预测乙硫醇溶解度方面表现最佳,该算法的R^(2)_(test)为0.66,RMSE为1.22,MAE为0.84;分子结构的复杂程度、共价键分布、电荷分布是影响乙硫醇溶解能力的关键因素;确定了4种候选溶剂:3-乙氧基丙胺、3-二乙胺基丙胺、1,4-二甲基哌嗪和3-丁氧基丙胺;平衡溶解度测定实验的结果表明3-丁氧基丙胺的乙硫醇吸收性能最优,亨利常数为37.34kPa。

关键词：分子设计机器学习溶解度吸收

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虎杖根不同溶剂提取物的抗氧化活性研究

现代化工 2024年第4期44卷 128-133页

作者：秦小桐曹昱莹居瑞军林炎钧杜雨蒙彭效明管洁严晓强杨思敏北京石油化工学院恩泽生物质精细化工北京市重点实验室北京102617

为探究虎杖根6种不同溶剂提取物的抗氧化活性,利用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除法、2,2-二氮-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)铵盐(ABTS)自由基清除法和总还原力检测法对6种不同溶剂虎杖根提取物进行抗氧化能力评价。选用抗氧化... 详细信息

为探究虎杖根6种不同溶剂提取物的抗氧化活性,利用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除法、2,2-二氮-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)铵盐(ABTS)自由基清除法和总还原力检测法对6种不同溶剂虎杖根提取物进行抗氧化能力评价。选用抗氧化活性较强的95%乙醇提取物进行细胞层面内源性抗氧化能力的研究,评价其对抗氧化基因Nrf2、SOD、CAT、HO-1的调控作用。结果表明,相较于其他5种提取物,95%乙醇提取物的抗氧化能力最强且具有最高的多酚含量。95%乙醇提取物可显著增加Nrf2、SOD、CAT、HO-1等抗氧化基因的表达。95%虎杖根乙醇提取物具有较好的抗氧化活性,具有开发成为天然抗氧化剂的潜力。

关键词：虎杖根提取物不同溶剂抗氧化活性内源性抗氧化