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当期目录

    2020年 第36卷 第3期    刊出日期:2020-05-25
    研究报告
    烷基环己烷在不同分子筛催化剂上开环裂化制低碳烯烃
    陈惠,耿秋月,严加松,唐立文,王鹏,袁帅
    2020, 36(3):  439-444.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.001
    摘要 ( 386 )   PDF (656KB) ( 516 )  
    相关文章 | 计量指标
    以环己烷(CHA)、甲基环己烷(MCHA)、乙基环己烷(ECHA)、丁基环己烷(BCHA)为模型化合物,研究了烷基环己烷在不同分子筛催化剂上的催化转化规律;计算了烷基环己烷的开环选择性及支链C—C键能;阐述了烷基环己烷的开环裂化和支链裂化对低碳烯烃选择性分布的影响以及不同分子筛对烷基环己烷裂化生产低碳烯烃的影响。结果表明:相同分子筛上4种模型化合物的转化率由大到小为丁基环己烷、乙基环己烷、甲基环己烷、环己烷;具有较大孔径的Beta和USY分子筛催化剂有利于烷基环己烷的转化,较小孔径的ZSM-5分子筛催化剂上烷基环己烷转化率较低,但低碳烯烃选择性较高;烷基环己烷侧链链长增加,支链裂化性能提高,环烷环开环选择性降低。
    MoCo/新型多孔Al2O3催化柴油超深度加氢脱硫性能
    刘丽, 姚运海,杨成敏,孙进,李扬,郭蓉,段为宇
    2020, 36(3):  445-452.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.002
    摘要 ( 272 )   PDF (2460KB) ( 493 )  
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    以新型多孔隙的氧化铝为载体,制备了Mo-Co型柴油超深度加氢脱硫催化剂,考察了其加氢脱硫(HDS)活性,并采用XRDN2吸附-脱附、XPSTEMCO-FTIR等表征手段对氧化铝粉、载体及催化剂进行分析表征。结果表明,与工业催化剂相比,新催化剂中载体与活性金属间相互作用力较弱,该硫化态催化剂中的Co-Mo-S活性相比例和活性金属Mo的硫化度较高,MoS2片晶平均长度较短。相应的,该催化剂具有更好的HDS活性,其相对脱硫活性是工业催化剂的1.4倍,且在1500 h内精制油中硫质量分数始终小于10μg/g,表明该催化剂具有优异的活性稳定性,显示出良好的工业应用前景。
    不同硅/铝比ZSM-35分子筛对戊烯骨架异构化性能的影响
    刘宗俨,黄星亮, 董乐, 田洪锋, 彭文宇, 高玥, 代小平, 张鑫
    2020, 36(3):  453-459.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.003
    摘要 ( 261 )   PDF (2002KB) ( 320 )  
    相关文章 | 计量指标

    以市售ZSM-35分子筛为晶种,使用静态晶种法合成了具有不同投料硅/铝比(n(SiO2)/n(Al2O3))的ZSM-35分子筛,通过X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、扫描电镜(SEM)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、氧气程序升温氧化(O2-TPO)等手段对其进行表征。以炼油醚化副产品C5馏分为原料,研究了不同硅/铝比ZSM-35分子筛催化剂的骨架异构化反应催化性能。结果表明,成功合成出了具有较高相对结晶度且为纳米薄片状堆积结构的ZSM-35分子筛。随着投料硅/铝比从30增加到200,ZSM-35分子筛XRF实测硅/铝比从19.59逐渐增加到60.01,其弱酸和强酸的酸强度都有一定程度的降低,相对酸量也随之降低;同时O2-TPO测定的反应后催化剂上碳燃烧的CO和CO2峰面积也逐渐降低,造成对反应性能的影响。随着投料硅/铝比的增大,ZSM-35分子筛催化正构戊烯异构化转化率和收率都呈现先增加后减少的趋势,其中当投料硅/铝比为100时,转化率和收率均达到最大值。

    锌改性薄片ZSM-5沸石催化甲醇制芳烃
    崔滕,刘民,李俊杰,郭新闻
    2020, 36(3):  460-467.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.004
    摘要 ( 285 )   PDF (3064KB) ( 390 )  
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    采用添加尿素的方式成功制备了一种薄片ZSM-5分子筛,对其进行锌改性,考察薄片结构对其催化甲醇制芳烃(MTA)反应性能的影响。采用XRD、SEM、TEM、Ar物理吸附、NH3-TPD等方法对所得到的ZSM-5分子筛样品进行表征。结果表明:薄片结构有利于提高ZSM-5分子筛催化剂在甲醇制芳烃(MTA)反应中的稳定性,锌改性提高了芳烃的选择性;相较传统锌改性ZSM-5分子筛,锌改性薄片ZSM-5分子筛催化剂寿命提高到120 h,芳烃选择性达到59%。

    镁物种二次改性ZSM-35分子筛及其催化正构烯烃异构化反应性能
    彭文宇,黄星亮, 龚艳, 高玥, 代小平, 刘宗俨, 董乐, 田洪峰
    2020, 36(3):  468-475.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.005
    摘要 ( 278 )   PDF (2339KB) ( 272 )  
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    采用不同的镁物种对适宜浓度盐酸处理的NaZSM-35分子筛进行二次改性处理,并考察了改性ZSM-35分子筛催化正构烯烃骨架异构化反应的性能。结果表明:草酸镁改性对ZSM-35分子筛的酸量改变及性能提高不明显;硝酸镁和氧化镁改性后,分子筛B酸和L酸的总酸量骤然降低,催化剂的活性快速下降;碱式碳酸镁改性可对分子筛B酸和L酸的酸量分布进行一定程度的调变,在反应物转化率不变的基础上,异己烯的收率明显增加。因此,碱式碳酸镁是最适宜的改性物种。进一步探究碱式碳酸镁负载量对分子筛催化正构烯烃异构化反应的影响,结果显示,当碱式碳酸镁质量分数为1.0%时,催化剂具有最佳催化骨架异构化反应性能。
    取代水杨醛席夫碱金属配合物结构对硫化物催化氧化性能的影响
    姜翠玉,梁书源,贾超洋,刘蕾,邵雪,张龙力
    2020, 36(3):  476-483.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.006
    摘要 ( 290 )   PDF (3239KB) ( 323 )  
    相关文章 | 计量指标
    将取代水杨醛席夫碱分别与Co(NO3)2、Ni(NO3)2反应合成了7种席夫碱金属配合物(C1~C7),并考察了其载氧性能,对模型硫化物1-己硫醇、二丁基硫醚、2-甲基噻吩的催化氧化性能及其影响因素。结果表明:配合物的载氧性能主要受其中心离子种类、配体取代基电子效应和空间效应及共轭程度的影响;中心离子与O2的配位能力越强、配体取代基推电子能力越大且空间位阻越小、共轭链越长越有利于配合物载氧,其中每摩尔C7配合物的载氧量为0.523 mol;配合物的催化氧化性能由其载氧性能和在正辛烷中的溶解度共同决定,载氧量越高、溶解度越大,则对硫化物的催化氧化性能越好;配合物C6的催化氧化性能最佳,且对1-己硫醇和二丁基硫醚的催化氧化性能优于对2-甲基噻吩。
    原位化学沉积法制备AgBr/Ag3PO4光催化剂及其催化性能
    郭玉玮,刘旭东,赵建军,魏兵,丁永萍
    2020, 36(3):  484-491.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.006
    摘要 ( 248 )   PDF (3743KB) ( 302 )  
    相关文章 | 计量指标
    通过原位化学沉积法制备了AgBr/Ag3PO4复合光催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDX)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等表征手段对其进行了表征。研究了可见光照射下,AgBr、Ag3PO4和AgBr/Ag3PO4在不同照射时间、催化剂的量、染料初始浓度和不同染料条件下降解罗丹明B的催化活性。结果显示,光照30 min后AgBr/Ag3PO4复合光催化剂对罗丹明B的降解率可以达到98%,比单一的AgBr和Ag3PO4对罗丹明B的降解率分别提高了1.5倍和1.2倍。此研究的结果证明了AgBr/Ag3PO4复合物在光催化降解中应用的潜能。
    正戊烷异构化制异戊烷反应热力学分析
    刘洪全,于中伟,马爱增,张秋平,孙义兰,王子健
    2020, 36(3):  492-500.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.008
    摘要 ( 473 )   PDF (1170KB) ( 366 )  
    相关文章 | 计量指标
    用Soave-Redlich-Kwong(SRK)方程对正戊烷异构化制异戊烷反应进行了系统的热力学分析,得到了不同反应条件下的热力学数据、体系相态、平衡组成和正戊烷平衡异构化率。结果表明:正戊烷异构化属微放热反应,降低反应温度可提高正戊烷的平衡异构化率;在反应温度较高的中温分子筛异构化或固体超强酸异构化反应条件下,反应体系为气相,性质接近理想气体,反应压力和氢/烃摩尔比对反应平衡的影响可以忽略;在反应温度较低的低温异构化反应条件下,反应体系为气相或气液两相,且非理想性比较明显,反应压力和氢/烃摩尔比对反应平衡的影响不可忽略,适当降低反应压力或提高氢/烃摩尔比均可提高正戊烷平衡异构化率。
    基于9,10-二羟基硬脂酸的复合锂基润滑脂制备及性能
    成思远,郭小川,蒋明俊,何燕,李霞
    2020, 36(3):  501-509.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.009
    摘要 ( 257 )   PDF (2409KB) ( 315 )  
    相关文章 | 计量指标
    采用自制9,10-二羟基硬脂酸作为稠化剂制备了复合锂基润滑脂,探讨了基础油、炼制温度、复合组分和添加剂对复合锂基润滑脂性能的影响。结果表明,制备9,10-二羟基硬脂酸复合锂基润滑脂宜使用酯类油癸二酸二辛酯;最高炼制温度宜在240~250 ℃;复合组分宜使用癸二酸,且其与9,10-二羟基硬脂酸摩尔比为1/1;对T405摩擦改进剂、L57抗氧剂和T705防锈添加剂感受性较好。与传统的12-羟基硬脂酸复合锂基润滑脂相比,采用优化配方和工艺制备的9,10-二羟基硬脂酸复合锂基润滑脂在胶体安定性、热安定性、极压性能、减摩性能方面更加优异。
    不同极性的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物对原油中沥青质分散稳定性的影响
    杨飞, 穆中华,李传宪, 姚博, 陈锦秀, 张晓平, 孙广宇
    2020, 36(3):  510-518.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.010
    摘要 ( 215 )   PDF (2069KB) ( 391 )  
    相关文章 | 计量指标
    以储罐储存的阿曼原油及不同醋酸乙烯酯基团(VA)含量的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为研究对象,通过实验研究了添加EVA前后原油中沥青质的动态稳定性、离心稳定性及粒度分布的变化,进而探讨了在相同相对分子质量的情况下,VA基团含量对EVA分散稳定沥青质作用的影响。结果表明,VA基团质量分数为30%的EVA分散稳定沥青质的作用最强;EVA通过吸附于沥青质表面,抑制沥青质絮凝沉淀,从而起到分散稳定沥青质的作用;非极性基团的空间阻碍作用和EVA与沥青质间的吸附作用共同影响了EVA分散稳定沥青质的效果;增加VA含量会导致EVA中非极性链的数量和长度减小,减弱EVA非极性链的空间阻碍作用,从而减弱EVA分散稳定沥青质的效果。分子动力学模拟表明,增加VA含量会增强EVA与沥青质的吸附作用,从而提高EVA分散稳定沥青质的效果。
    甜菜碱溶液的界面性能及其在稠油降粘中的应用
    于群,郭兰磊,周贺,石静,王红艳,张磊,张路
    2020, 36(3):  519-524.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.011
    摘要 ( 193 )   PDF (2549KB) ( 319 )  
    相关文章 | 计量指标
    为探索稠油乳化降黏过程中乳化剂的构效关系,考察了直链烷基甜菜碱(ASB)、二甲苯基取代甜菜碱(BSB)与稠油的油/水动态界面张力和界面扩张流变参数,测定了甜菜碱溶液与稠油形成的乳状液的稳定性、粒径和黏度。结果表明:甜菜碱分子的亲水基团平铺在界面上,形成具有一定弹性和强度的油/水界面膜,易与稠油形成稳定的O/W乳状液,显著降低了油相黏度。当油/水体积比为1∶1时,2种甜菜碱在质量分数为0.1%~1.0%的范围内,降黏率大于98%。ASB分子与稠油中活性物质混合吸附、协同作用,具有比BSB更高的界面活性和更强的稳定稠油乳状液能力,能在更宽的油/水体积比范围内有效降黏。
    管输温度对EVA型防蜡剂防蜡效果的影响
    李传宪,王峰,范原搏,朱浩然,杨飞,孙广宇,刘宏业,夏政
    2020, 36(3):  525-532.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.012
    摘要 ( 219 )   PDF (2536KB) ( 353 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    采用Couette蜡沉积实验装置研究了聚乙烯醋酸乙烯酯(EVA)型防蜡剂对长庆原油蜡沉积特性的影响,分析了不同管输温度条件下EVA型防蜡剂的防蜡效果。研究发现,与空白原油相比,加剂原油的蜡沉积速率大幅降低,同时蜡沉积物的老化速率升高。无论是在恒定油壁温差还是在恒定壁温条件下,EVA型防蜡剂的防蜡效率均随油温的升高而不断降低,EVA对蜡沉积物老化速率的提升幅度均随油温的升高而不断增大。通过分析EVA型防蜡剂对长庆原油流动特性、低温胶凝结构特性及微观蜡晶形貌的影响,阐明了EVA型防蜡剂对长庆原油蜡沉积特性的影响机理,并从蜡沉积物初始凝油层抗剪切强度及蜡分子扩散速率2个角度揭示了管输温度对EVA型防蜡剂防蜡效果的影响。
    减压渣油胶体稳定性的分子模拟研究
    张文,龙军,任强,王春璐,侯焕娣,董明
    2020, 36(3):  533-542.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.013
    摘要 ( 276 )   PDF (8754KB) ( 299 )  
    相关文章 | 计量指标
    分子结构特性决定分子间相互作用,进而决定其溶解性能。通过分子模拟研究减压渣油不同结构分子的分子间相互作用、互溶性及由此导致的渣油胶体稳定性。研究表明,芳环数目越多、烷基侧链越短的分子结构内聚能密度越大,溶解度参数越大。在渣油体系中,沥青质、重胶质分子聚集形成胶核,饱和烃、芳香烃、轻胶质分子形成连续相。胶质分子结构影响其胶溶性能,侧链长度适中的胶质分子,其与沥青质、芳香分互溶性好,胶溶性能优异;沥青质的聚集程度随胶质分子含量的增加而降低。芳香分、胶质分子的协同作用使沥青质、饱和烃分子稳定存在于同一体系中,因此渣油胶体稳定性取决于不同分子结构的连续性和配伍性。
    不同碳数脂肪酸甲酯在HZSM-5分子筛中吸附行为的分子模拟
    党宇,李瑞英,闫昊,刘熠斌,冯翔,金鑫,陈小博,杨朝合
    2020, 36(3):  543-550.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.014
    摘要 ( 225 )   PDF (3656KB) ( 379 )  
    相关文章 | 计量指标
    采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)方法,从反应前驱步骤——吸附出发,在298~473 K下考察了C3~C7直链脂肪酸甲酯在HZSM-5分子筛中的吸附行为。结果表明:HZSM-5催化剂中存在两类吸附位点,分别在孔道交叉处(site I)和直孔道中(site II),并且氢键的形成导致客体分子和site I作用更强;升高温度降低了客体分子和吸附位点的作用强度,使饱和吸附量略有下降。此外,随着碳链长度增加,脂肪酸甲酯的空间位阻增大,体系中氢键数目降低,氢键键长增加,导致长链分子的吸附量显著下降。以上模拟结果从微观角度揭示了温度和链长对脂肪酸甲酯吸附性质的影响,为不同链长油脂分子催化裂解反应特性研究提供了理论指导。
    含油污泥基多孔炭材料的制备及其CO2吸附性能
    孟凡志,巩志强,王振波,孙治谦,房佩文,刘雷,张颢腾
    2020, 36(3):  551-556.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.015
    摘要 ( 225 )   PDF (1891KB) ( 314 )  
    相关文章 | 计量指标
    含油污泥热解能实现危险固体废弃物的资源化利用,热解后的油、气可作为化工原料,热解焦因具有良好的孔隙结构可用作吸附材料。以烘干的含油污泥为原料,KOH为活化剂,在N2气氛下通过水平管式热解炉制备多孔炭材料,采用扫描电子显微镜、比表面积及孔隙分析仪等手段对活化温度为600 ℃、700 ℃以及800 ℃下炭材料的比表面积、孔隙结构及CO2吸附性能进行全面分析,系统研究并总结不同活化温度与酸洗条件对多孔炭材料物理结构和CO2吸附特性的影响规律。结果表明,粒径在0.074 mm以下经酸洗处理的油泥热解焦与KOH掺混加热到700 ℃制备出的炭材料CO2吸附性能最好,达到1.36 mmol/g。这种低成本、高效率的制备方法既能得到高吸附性能的多孔炭材料,又能充分利用油田生产过程中产生的危险固体废弃物,最大限度地实现环境保护,具有重要的现实意义。
    含油污泥热解工艺及目标产物定位
    赵衡振,陈德珍,洪鎏,冯昱恒
    2020, 36(3):  557-567.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.016
    摘要 ( 309 )   PDF (4767KB) ( 456 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    以3种典型含油污泥(落地油泥、罐底油泥及煤焦油泥)为例,研究其热解产物的质量分布、性质和能量分布;并在此基础上,通过综合分析该热解系统能量平衡、不同工艺对应的环保效益和经济指标来确定油泥热解工艺方案和目标产物。研究表明, 3种油泥热解产生气体量均很少,利用气体产物燃烧不足以满足其热解供热的需求。对热解炭总热量大于等于1.8倍的热解系统需热量的煤焦油泥,工艺上应考虑将热解炭气化与热解产生的可燃气一起燃烧满足热解供热需求,目标产物为回收热解油。而对于无机组分含量高的落地油泥,推荐采用柴油供能并以回收热解油为目标产物。对于极黏稠、灰含量低的罐底油泥,其热解炭热值高且灰含量也低,具有回收价值,可作为目标产物;而其热解油应考虑采取降黏措施。
    研究报道
    S Zorb吸附剂中Zn2SiO4对汽油辛烷值及脱硫能力的影响
    邹亢, 刘超文, 徐广通, 邱丽美, 徐莉, 王文寿
    2020, 36(3):  568-574.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.017
    摘要 ( 220 )   PDF (2186KB) ( 364 )  
    相关文章 | 计量指标
    为了研究S Zorb吸附剂中Zn2SiO4对汽油辛烷值及吸附剂脱硫能力的影响,从S Zorb装置上采集了3个具有不同Zn2SiO4质量分数的吸附剂,以FCC汽油为原料,采用固定床评价装置进行了脱硫实验。系统研究了吸附剂的物相组成和表面Ni元素化学态的变化对汽油硫质量分数、脱硫前后辛烷值损失(ΔRON)和烃组成的影响规律。结果表明,随着吸附剂中Zn2SiO4物相质量分数的增加,其脱硫能力明显降低,同时吸附剂外表面n(NiS)/n(Total Ni)也随之增加。在相同的反应条件下,吸附剂外表面n(NiS)/n(Total Ni)增加会导致吸附剂对FCC汽油中烯烃的吸附能力减弱,降低了烯烃加氢饱和的机会,使得FCC汽油脱硫前后的ΔRON减小。C4~C6烯烃加氢饱和生成链烷烃是导致FCC汽油辛烷值损失的主要原因。
    分子筛负载氨基、羟基离子液体催化CO2和环氧丙烷合成碳酸丙烯酯
    张文林,和佳明,张宾,李春利
    2020, 36(3):  575-583.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.018
    摘要 ( 257 )   PDF (3858KB) ( 394 )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    合成了含氨基、羟基的双功能团离子液体氯化1-(2-羟乙基)-3-氨基丙基咪唑和单氨基功能团离子液体氯化-1-胺-丙基-3-甲基咪唑。将离子液体(ILs)负载在介孔分子筛SBA-15上,考察其催化CO2和环氧丙烷(PO)合成碳酸丙烯酯(PC)的反应性能,并用核磁共振进行表征。结果表明,与单功能团离子液体相比,双功能团离子液体具有优良的催化效率,在反应温度373 K、反应压力1.8 MPa条件下,其催化CO2和环氧丙烷制备碳酸丙烯酯,PO的转化率和PC的选择性分别达到90.4%、92.5%。通过Gaussian 09软件DFT方法中的B3LYP/6-311+G(d,p)基组理论分析了ILs与PO的稳定结构、相互作用关系、结合键能、电荷分布、静电势能差、前沿轨道及位能差,计算结果表明离子液体上的官能团氨基、羟基与PO耦合产生氢键,由此推测了环加成反应机理。
    锂基润滑脂稠化剂热氧化机理
    刘大军,赵毅,庄敏阳,刘伟,李森燕
    2020, 36(3):  584-591.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.018
    摘要 ( 242 )   PDF (2525KB) ( 306 )  
    相关文章 | 计量指标
    为探讨锂基润滑脂稠化剂热氧化机理,以12-羟基硬脂酸锂皂为稠化剂模型化合物,在高温条件下进行热氧化处理,采用扫描电镜、差热、热失重、X光射线衍射、红外、液-质联用等手段检测模型化合物氧化、裂解产物的组成,通过分子模拟计算模型化合物分子中各个键的键能,探讨其热氧化机理;并比较了由氧化前后锂皂模型化合物制得润滑脂的性能。结果发现:12-羟基硬脂酸锂皂热氧化机理与基础油类似,属于自由基反应;氧化最容易发生在12-羟基硬脂酸锂皂分子2和12号位的C-H键上;氧化产物包括中、小分子二元脂肪酸单锂化合物及含有烯烃的醇、酮化合物。
    轴流式气-液旋流分离器分离特性
    罗小明,高奇峰,刘萌,杨路路,何利民
    2020, 36(3):  592-599.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.019
    摘要 ( 216 )   PDF (2371KB) ( 347 )  
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    针对内部设有中心体的轴流式气-液旋流分离器,根据液滴在分离器内部旋流场的受力情况,建立分离器分离效率模型。实验发现,当液滴直径大于10 μm时,通过理论模型求得的液滴粒级分离效率与实验值吻合较好;在一定气速范围内,减小导流叶片出口角、增加中心体直径以及减小排气管直径均能够提高分离效率,即对于一定结构的分离器,存在相应的临界气速能够使分离器的分离效率达到最大值,随气速继续增大,分离效率呈下降趋势。根据实验结果提出分离器在不同工况下的设计准则,当气速高于临界气速时,为保证分离器分离效率,维持较低压降,设计导叶出口角为45°,中心体直径与筒体直径比为0.5,排气管直径与筒体直径比为0.85,分离器长度与筒体直径比为3。当入口气速低于临界气速时,可根据理论模型对分离器结构参数进行调整。
    催化裂化管式待生剂分配器颗粒分配特性及内部流动特性的CPFD模拟
    杨赛飞,张永民,付明义,杨智君
    2020, 36(3):  600-608.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.020
    摘要 ( 249 )   PDF (3473KB) ( 329 )  
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    基于CPFD(Computational particle fluid dynamics)方法,对实验室前期研究的催化裂化管式分配器内的颗粒分配特性及内部流动特性进行了数值模拟,系统研究了输送风、松动风及分配器倾斜角度对颗粒分配不均匀指数的影响,并进一步考察了输送风和松动风对分配器各出口气体流量分布及内部气固流动特性的影响。结果表明,增大输送风量、松动风量以及分配器的倾斜角度均可以降低颗粒分配不均匀指数,但改变松动风量的效果不如改变输送风量和倾斜角度显著。分配器倾斜角存在一个最优值时,颗粒分配均匀性最佳。输送风的增大会使得颗粒出料量最高的排料口的位置逐渐向分配器的末端移动,中间排料口所流出的气体流量占比增大,末端排料口排风量占比减小。引入松动风后,各出口的颗粒排料量更加接近,同时靠近末端排料口的气体流量占比明显增大。
    铵盐颗粒在U形换热管中的流动、沉积特性与垢下腐蚀行为
    吕文超,偶国富,刘骁飞,许恒晖
    2020, 36(3):  609-618.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.022
    摘要 ( 265 )   PDF (5079KB) ( 359 )  
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    通过数值模拟软件FLUENT,结合Discrete Phase Model模型,对U形换热管中铵盐的流动、沉积特性进行计算流体动力学(CFD)研究。结果表明:铵盐颗粒的粒径和多相介质流速是影响铵盐流动距离和沉积区域的重要因素。颗粒粒径越小、多相介质流速越大,铵盐流动距离越远,沉积区域越大。通过固体颗粒流动沉积模拟实验进一步研究发现,对于粒径小于0.03 mm的固体颗粒,当多相介质流速大于5.50 m/s时,颗粒的流动距离不再增加。通过对失效换热管进行SEM和XRD分析,发现铵盐沉积腐蚀造成管壁减薄,在管壁内外侧高压差作用下产生诱导裂纹,引发应力腐蚀裂纹,最终导致换热管泄漏失效。
    综述
    异丁烷/丁烯固体酸烷基化催化剂失活的研究进展
    贾富贤,任奎,李永祥
    2020, 36(3):  619-628.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.023
    摘要 ( 240 )   PDF (1443KB) ( 287 )  
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    固体酸催化剂在异丁烷/丁烯烷基化领域具有良好的应用前景,但催化剂易失活,寿命较短。综述了固体酸烷基化催化剂的反应-失活过程、积炭前身物组成及结构的分析方法、催化剂的失活方式、积炭前身物的控制手段,以及金属临氢再生的方式。指出开发周期寿命长、抗积炭的固体酸催化剂是今后进一步改进和发展固体酸烷基化技术的研究重点。
    烷氧基铝水解法制备高纯氧化铝工艺中杂质脱除技术展望
    王学兵,杨彦鹏,马爱增,聂骥,刘泽超,王娇杨,赵吉昊
    2020, 36(3):  629-638.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.024
    摘要 ( 255 )   PDF (1370KB) ( 334 )  
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    从中间体烷氧基铝、产物氢氧化铝、产物氧化铝3个方面介绍了烷氧基铝水解法制备高纯氧化铝工艺中杂质脱除的几种工艺和新方法。对各个工艺基本原理进行了分析,并对其具体操作参数和除杂效果等进行了总结。同时对烷氧基铝水解法制备高纯氧化铝工艺中杂质脱除技术未来的发展方向进行了展望。
    丙烷直接脱氢制丙烯催化剂的研究进展
    陈冲,胡忠攀,张守民,袁忠勇
    2020, 36(3):  639-652.  doi:10.3969/j.issn.1001-8719.2020.03.025
    摘要 ( 321 )   PDF (2458KB) ( 366 )  
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    由于能源结构的转变,丙烯的产量愈发无法满足市场需求,丙烷直接脱氢技术成为生产丙烯的主要手段之一。传统的丙烷脱氢催化剂是CrOx和Pt基催化剂,尽管它们的脱氢活性高,但CrOx基催化剂对环境不友好,而Pt基催化剂的价格昂贵,并且两者都易结焦失活。因此在改进和提升传统催化剂性能的同时,开发高活性、高选择性和高稳定性的新型丙烷脱氢催化剂是近年来的热点。许多廉价金属和非金属催化剂作为新型丙烷脱氢催化剂被广泛开发,包括VOx、Zn、Co、Sn、Ga、ZrO2、Fe以及碳材料等。该文总结了传统丙烷脱氢催化剂特点和研究现状,并综述了新型脱氢催化剂的性质特点。通过对不同催化剂体系的详细讨论,为未来丙烷直接脱氢制丙烯催化剂的设计提供了思路和指导。