原油直接加氢改质及其沥青质超分子解缔反应的研究

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作者 许顺年 冯晓 +5 位作者 史得军 孙志国 张宸玮 王刚 高金森 徐春明 《化工学报》 北大核心 2025年第2期812-824,共13页

加氢处理是劣质重油提质升级的重要工艺,但是沥青质超分子的存在严重影响了加氢改质的效果。因此,针对沥青质超分子三个主要层级结构(分子单元、纳米聚集体和团簇),提高其加氢解缔效率至关重要。本研究考察了原油直接加氢的反应性能及... 加氢处理是劣质重油提质升级的重要工艺,但是沥青质超分子的存在严重影响了加氢改质的效果。因此,针对沥青质超分子三个主要层级结构(分子单元、纳米聚集体和团簇),提高其加氢解缔效率至关重要。本研究考察了原油直接加氢的反应性能及沥青质超分子层级结构的变化规律,旨在为提高石油中沥青质超分子解缔效率提供新的解决方案。结果表明,与重油加氢相比,原油直接加氢表现出更优异的改质性能,其中非烃化合物的脱除率超过70%,而沥青质的脱除率则超过80%。在原油加氢过程中,沥青质的表观结构尺寸从原先的2~4μm降低到2μm以下,且颗粒尺寸变得更加均匀。沥青质超分子的层级结构也发生了显著变化,超分子团簇的尺寸相比加氢前减少了50%以上,沥青质超分子中90%的非晶纳米聚集体被转化,而难以转化的似晶纳米聚集体的转化率也超过了70%。原油加氢处理降低了分子单元之间的空间屏蔽效应,使其形成了更紧密的次级结构。本研究探索了原油直接加氢改质的新方法,以提高沥青质超分子解缔性能,促进劣质原油的高效利用。 展开更多

关键词 原油 加氢 沥青质 聚合 解缔 层级结构

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不同基属重油加氢改质与沥青质超分子缔合体解构 被引量：2

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作者 张宸玮 方东 +3 位作者 金翔 许顺年 张亚红 王刚 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1364-1372,共9页

沥青质缔合体是重油中的超分子结构,对其进行加氢解构是重质油改质的关键。将石蜡基华北重油和中间基巴士拉重油进行加氢改质反应,采用正庚烷对加氢改质前后的重油样品分离沥青质,考察沥青质似晶缔合体的加氢解构程度以及沥青质平均分... 沥青质缔合体是重油中的超分子结构,对其进行加氢解构是重质油改质的关键。将石蜡基华北重油和中间基巴士拉重油进行加氢改质反应,采用正庚烷对加氢改质前后的重油样品分离沥青质,考察沥青质似晶缔合体的加氢解构程度以及沥青质平均分子结构的变化规律。研究表明:受沥青质超分子结构转化性能的影响,华北重油中金属(Ni和V)、残炭、氮、硫等杂质脱除率分别比巴士拉重油低14.6、18.7、8.8和1.1百分点;受单元片层烷基侧链所形成的空间位阻的影响,华北重油沥青质似晶缔合体的转化率比巴士拉重油低8.34百分点;受单元片层中多环芳烃饱和与杂原子脱除效率的影响,加氢过程中华北重油沥青质缩合度的增幅比巴士拉重油高5.4百分点,因此华北重油次生沥青质中的杂质浓集程度更高。 展开更多

关键词 重油 加氢 沥青质 解构 平均分子结构 超分子缔合体 杂质脱除率

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重质颗粒流态化研究现状与展望

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作者 李舒月 王欢 +4 位作者 周少强 毛志宏 张永民 王军武 吴秀花 《化工学报》 北大核心 2025年第2期466-483,共18页

流化床技术在工业中应用广泛,其中天然铀转化、直接还原炼铁、化学链燃烧等工业过程中使用的是颗粒密度在4.0 g/cm^(3)以上的重质颗粒,而传统化工、能源行业广泛使用的则是密度较小的轻质流化床颗粒。综述了重质颗粒流态化技术在工业中... 流化床技术在工业中应用广泛,其中天然铀转化、直接还原炼铁、化学链燃烧等工业过程中使用的是颗粒密度在4.0 g/cm^(3)以上的重质颗粒,而传统化工、能源行业广泛使用的则是密度较小的轻质流化床颗粒。综述了重质颗粒流态化技术在工业中的应用情况,梳理了目前重质颗粒流态化基础的研究进展。已有的实验测量和数值模拟研究均表明重质颗粒的流态化行为与低密度颗粒存在显著差异,且针对低密度颗粒的一些研究规律并不能完全适用于重质颗粒流化床。当前,对重质颗粒的流态化基础研究尚不充分,特别是在流域转变、传热传质特性、颗粒混合分级特性、反应过程强化技术等研究方面,与传统低密度颗粒流态化的基础研究相比,存在巨大的基础研究空白。最后结合相关工业过程的需要,重点讨论了近期应重点补充的重质颗粒流态化基础研究的内容。 展开更多

关键词 流化床 天然铀转化 核化工 重质颗粒 流态化 数值模拟

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原油一步法催化裂解制低碳烯烃:实验和反应路径研究

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作者 党法璐 孙志国 +7 位作者 高照 王刚 陈政宇 张霖宙 连竞存 刘美佳 张忠东 刘超伟 《化工学报》 北大核心 2025年第2期667-685,共19页

首先通过中试实验获得大庆原油制低碳烯烃的反应规律及优选反应域;然后基于智慧炼化技术进行了分子动力学建模,模型包括原料组成、反应机理制定、反应网络生成、动力学及反应器型式。通过全局优化算法训练实验数据得到动力学参数,模型... 首先通过中试实验获得大庆原油制低碳烯烃的反应规律及优选反应域;然后基于智慧炼化技术进行了分子动力学建模,模型包括原料组成、反应机理制定、反应网络生成、动力学及反应器型式。通过全局优化算法训练实验数据得到动力学参数,模型在馏分产率、气体产率、液体产品烃族组成等方面的计算值和实验值基本一致。利用模型剖析了优选实验条件下原油制低碳烯烃的分子转化路径,定量对比了理论上关键裂解主反应及副反应对低碳烯烃产率的影响,探索了消除副反应后理想情况下的产物分布情况。模型计算发现影响低碳烯烃生成的三个最关键裂解主反应路径为:烯烃中间裂解、烯烃裂解生成丙烯、丁烯及烷烃中间裂解反应;三种影响低碳烯烃产率的主要副反应为:氢转移、烯烃环化及烯烃叠合反应。利用模型对最优化实验点进行计算,模拟优化在消除所有副反应后,乙烯、丙烯及丁烯产率分别提升3.91、10.88及10.51个百分点,总低碳烯烃产率相对提高约45.5%(质量分数)。 展开更多

关键词 智慧炼化 石蜡基原油 催化裂解 动力学模型 模拟 化学反应

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理论模拟软件辅助多元醇系混合物分析教学实验探索——理论计算辅助《传质与分离》教学探索

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作者 李宇明 姜伟丽 王雅君 《广东化工》 2025年第3期166-168,共3页

《传质与分离》是一门重要的理工科基础课程,通过探索实验,启发学生对本课程的思考,提高参与度。本文通过理论模拟软件,实现辅助《传质与分离》课程中多元醇系混合物的分析。通过引入理论计算作为辅助教学手段,学生能够更加直观地理解... 《传质与分离》是一门重要的理工科基础课程,通过探索实验,启发学生对本课程的思考,提高参与度。本文通过理论模拟软件,实现辅助《传质与分离》课程中多元醇系混合物的分析。通过引入理论计算作为辅助教学手段,学生能够更加直观地理解传质与分离中多元醇类分离的基本原理,掌握多元醇系混合物分离的关键技术和方法。本文首先介绍了理论模拟软件的基本功能和特点,然后详细阐述了其在多元醇系混合物分析教学中的应用。通过具体的多元混合醇类分离过程分析,展示了理论计算如何帮助学生深入理解传质与分离过程,并提高他们的实验设计和数据分析能力。最后,本文总结了理论模拟软件在《传质与分离》教学实验中的优势和潜力,并提出了未来改进和拓展的方向。 展开更多

关键词 传质与分离 醇类分离 课程改革 仿真模拟 定量分析

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不同馏分油分级分质加工中萃取技术研究进展

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作者 李俊 赵亮 +1 位作者 高金森 徐春明 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1065-1080,共16页

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... 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。 展开更多

关键词 馏分油 分离 溶剂萃取 芳烃 烷烃 杂原子化合物

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基于分子模拟的新型双阳离子质子型离子液体捕集CO_(2)研究

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作者 张奇 张睿 +6 位作者 郑涛 曹欣 刘植昌 刘海燕 徐春明 张荣 孟祥海 《化工学报》 北大核心 2025年第2期797-811,共15页

有机超强碱质子离子液体作为一种绿色溶剂,在CO_(2)捕集领域展现出独特优势。选择由1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)和N-叔丁基二乙醇胺(NtBuDEA)反应生成的有机超强碱双阳离子质子型离子液体[DBUH]_(2)[NtBuDEA]为吸收剂,通过... 有机超强碱质子离子液体作为一种绿色溶剂,在CO_(2)捕集领域展现出独特优势。选择由1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)和N-叔丁基二乙醇胺(NtBuDEA)反应生成的有机超强碱双阳离子质子型离子液体[DBUH]_(2)[NtBuDEA]为吸收剂,通过密度泛函理论和分子动力学模拟分析其与CO_(2)之间的微观结构、作用机理及吸收过程。研究发现,阴离子[NtBuDEA]^(2-)的烷基氧负离子在CO_(2)吸收过程中发挥关键作用,与CO_(2)发生化学键合作用,生成烷基碳酸盐[NtBuDEACOO]^(2-)。CO_(2)分子从气相扩散到吸收剂表面并在气/液界面处聚集,其吸收量在达到最大值后围绕平均值波动。温度和压力是影响CO_(2)吸收的关键因素,降低吸收温度和提高CO_(2)分压有利于CO_(2)的捕集。水的存在虽降低了吸收剂与CO_(2)的相互作用能,却提高了CO_(2)的传输性能。 展开更多

关键词 碳捕集 离子液体 密度泛函理论 分子动力学 微观机理

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基于GC×GC-TOF MS的煤液化产物油分子组成结构表征

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作者 李奕菲 苏沿霏 +5 位作者 尹甜 姜浩强 许志明 张霖宙 史权 徐春明 《化工学报》 北大核心 2025年第2期543-553,F0001,共12页

煤直接液化产物分子组成复杂,探究产物的详细分子组成对煤制油工艺的优化具有重要意义。建立了煤液化油及其加氢过程产物的全二维气相色谱-飞行时间质谱/氢火焰离子化检测器(GC×GC-TOF MS/FID)分子层次的组成和结构定性定量表征方... 煤直接液化产物分子组成复杂,探究产物的详细分子组成对煤制油工艺的优化具有重要意义。建立了煤液化油及其加氢过程产物的全二维气相色谱-飞行时间质谱/氢火焰离子化检测器(GC×GC-TOF MS/FID)分子层次的组成和结构定性定量表征方法,揭示了煤液化加氢反应规律。GC×GC-TOF MS液化油分子组成表征技术通过分子极性在二维上的差异初步解决了一维色谱中多个化合物因保留时间相近共逸出的问题。煤液化油加氢后环烷烃含量增加,芳烃含量减少。在循环溶剂中主要通过三环、四环芳烃分子不同程度的氢化分子起到溶氢供氢的作用。另外,针对煤直接液化石脑油和柴油也建立了GC×GC-TOF MS/FID烃族组成表征,与直馏加氢汽柴油的族组成含量相比,煤直接液化产物中含有较多的环烷烃化合物。 展开更多

关键词 煤制油 加氢 化学分析 GC×GC-TOF MS 分子工程 定性定量

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柴油烃类族组成分离技术研究进展 被引量：3

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作者 王尤佳 赵亮 +1 位作者 高金森 徐春明 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期20-32,共13页

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... 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。 展开更多

关键词 柴油 分离 溶剂萃取 膜 吸附 脱蜡

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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 被引量：1

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作者 崔怡洲 李成祥 +4 位作者 翟霖晓 刘束玉 石孝刚 高金森 蓝兴英 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期197-210,F0004,共15页

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... 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。 展开更多

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

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MOF-808改性材料吸附脱除塑料油品中的有机氯化物 被引量：1

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作者 姬娅茹 李瑞丽 +1 位作者 翟永怡 张世博 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期82-89,共8页

根据MOF-808材料的优良吸附性能,研究其对塑料裂解油中的有机氯化物的脱除效果。首先制备了MOF-808材料,然后采用水热合成法掺杂Fe制备了不同掺杂比的Zr∶Fe(x∶y)@MOF-808材料进行结构表征;选取塑料裂解油中典型的4种有机氯化物配置成... 根据MOF-808材料的优良吸附性能,研究其对塑料裂解油中的有机氯化物的脱除效果。首先制备了MOF-808材料,然后采用水热合成法掺杂Fe制备了不同掺杂比的Zr∶Fe(x∶y)@MOF-808材料进行结构表征;选取塑料裂解油中典型的4种有机氯化物配置成模型油,以模型油中有机氯化物的脱除率作为依据,确定最佳x∶y=1∶0.67;探究了其吸附脱氯实验的最佳反应条件和再生重复使用性能,并考察了其吸附机理。结果表明,制备的Zr∶Fe(1∶0.67)@MOF-808吸附材料的结构及稳定性良好;在吸附温度50℃、吸附时间2 h、剂油比为1∶40时,对模型油中氯化物的脱除率高达97.66%;吸附剂重复使用6次后脱氯率仍在85%以上;该吸附过程符合拟二级动力学模型,是自发进行的化学吸附过程。 展开更多

关键词 塑料裂解油 氯化物 吸附脱氯 MOF-808 吸附动力学

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循环流化床气固流态化实验平台的设计及应用

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作者 贺娇 刘梦溪 +3 位作者 魏耀东 王江云 陈晓玲 赵敏 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第4期38-41,共4页

为开展卓越工程科技人才培养,基于气固流态化专业实验分析,研制了一套循环流化床气固流态化实验平台。该平台包括多功能循环流化床实验装置和配套测量系统。实验装置主体由有机玻璃制成,分为颗粒内循环回路和颗粒外循环回路。通过改变... 为开展卓越工程科技人才培养,基于气固流态化专业实验分析,研制了一套循环流化床气固流态化实验平台。该平台包括多功能循环流化床实验装置和配套测量系统。实验装置主体由有机玻璃制成,分为颗粒内循环回路和颗粒外循环回路。通过改变颗粒回路中的操作条件可观测流型转变和流化速度对床层压降的影响并进行颗粒循环回路压力测试、颗粒质量浓度分析等实验,同时测量系统可对实验过程中压力及颗粒浓度数据进行实时采集。本实验平台实验数据可为循环流化床故障诊断和工业生产提供参考。 展开更多

关键词 循环流化床 气固流态化 实验平台

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废润滑油组合再生方法研究现状与应用进展

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作者 邢梦可 张睿 +3 位作者 郑涛 潘金波 刘海燕 孟祥海 《应用化工》 CSCD 北大核心 2024年第12期2963-2969,共7页

废润滑油再生是资源利用和环境保护的必然要求。废润滑油常规再生方法主要包括再净化、再精制和再加工,但在实际应用中,通常采用多种组合再生方法使废润滑油的再生效果达到最佳,且组合再生方法更加适应各企业的实际情况,因此是目前该领... 废润滑油再生是资源利用和环境保护的必然要求。废润滑油常规再生方法主要包括再净化、再精制和再加工,但在实际应用中,通常采用多种组合再生方法使废润滑油的再生效果达到最佳,且组合再生方法更加适应各企业的实际情况,因此是目前该领域的研究方向。对废润滑油组合再生方法及工艺技术的研究现状进行了介绍,总结了适用于不同污染程度废润滑油的再生方法,对比了不同再生方法的优缺点,并指出废润滑油再生的未来发展趋势。 展开更多

关键词 废润滑油 再生 组合方法 净化 精制

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油相中水滴表面甲烷水合物膜生长动力学研究

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作者 梁爽 李兴洵 +3 位作者 高龙燕 郭绪强 陈光进 孙长宇 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期4369-4377,共9页

在海底或寒冷地区原油的开采和运输过程中,当达到气体水合物形成的温度和压力条件后,水合物会在管道内形成和聚集,进而堵塞管道、阀门等,威胁油气运输安全。因此,研究水合物在油气输送管道中的形成问题一直是油气生产和运输部门关注的... 在海底或寒冷地区原油的开采和运输过程中,当达到气体水合物形成的温度和压力条件后,水合物会在管道内形成和聚集,进而堵塞管道、阀门等,威胁油气运输安全。因此,研究水合物在油气输送管道中的形成问题一直是油气生产和运输部门关注的焦点。本实验应用高压可视水合物膜生长微观实验装置,采用悬滴法对悬垂在甲苯、甲苯与正庚烷混合油相(1∶1,体积比)、正庚烷中的微水滴表面甲烷水合物膜形貌与生长特性进行研究,测定了不同温度(274.15~277.15 K)和压力(5.37~7.26 MPa)下甲烷水合物膜生长动力学数据。实验结果表明,水合物膜生长速率随甲烷在不同油相中的溶解度增大而增大,膜生长速率(274.15 K,6 MPa)在正庚烷中(0.26 mm/s)>混合油中(0.23 mm/s)>甲苯中(0.21 mm/s)。水合物膜增厚生长过程中水通过膜向外转移,使得水合物膜上的褶皱间的“沟壑”逐渐被增厚生长的水合物填平,甲苯中形成的水合物表面粗糙增厚速率最快而正庚烷中形成的水合物膜表面光滑增厚速率最慢。温度的降低和压力的增加都使得水合物膜横向生长速率增加,其中压力的影响比温度更显著,且生长速率均呈现在甲苯中最慢正庚烷中最快。以压力差为驱动力的模型可很好地预测甲烷水合物膜生长动力学数据(AARD=6.12%)。 展开更多

关键词 油气混输 甲烷水合物 水合物膜 动力学 形态学

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负压差斜管内催化剂颗粒流动特性的实验研究

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作者 贺娇 彭威 +3 位作者 刘梦溪 唐海光 魏耀东 史柯柯 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期107-112,共6页

在规格为Φ150 mm×3600 mm的负压差斜管-阀门实验装置上,通过测量和分析不同催化剂颗粒质量流率(G_(s))时斜管内轴向动态压力的特征参数,进行催化裂化装置斜管内催化剂颗粒的流动特性研究。结果表明:斜管蓄压能力随G_(s)的增大而增... 在规格为Φ150 mm×3600 mm的负压差斜管-阀门实验装置上,通过测量和分析不同催化剂颗粒质量流率(G_(s))时斜管内轴向动态压力的特征参数,进行催化裂化装置斜管内催化剂颗粒的流动特性研究。结果表明:斜管蓄压能力随G_(s)的增大而增大,管内依次出现稀相分层流、密相分层流和填充流;斜管内的压力分布、主频、幅值、标准偏差与流态相对应,可用于流态的量化识别;当G_(s)=65.96 kg/(m^(2)·s)时,斜管内存在多流态,分别为过渡填充流、填充流、密相流;在斜管中部通入松动风,可以有效改善颗粒输送能力和斜管蓄压能力。 展开更多

关键词 催化裂化 斜管 流态 动态压力 松动风

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铝铜双金属离子液体在1-己烯/正己烷分离中的应用

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作者 崔家馨 殷梦凡 +6 位作者 郑涛 刘晗 张睿 刘植昌 刘海燕 徐春明 孟祥海 《化工学报》 北大核心 2025年第2期686-694,共9页

石脑油中烯烃/烷烃的分离是石油化工过程原料优化和产品精制的需求,液液萃取是烯烃/烷烃分离的重要途径。以1-己烯/正己烷为模型化合物,探讨了铝铜双金属离子液体选择性萃取烯烃的可行性。结果表明,铝铜双金属离子液体对1-己烯/正己烷... 石脑油中烯烃/烷烃的分离是石油化工过程原料优化和产品精制的需求,液液萃取是烯烃/烷烃分离的重要途径。以1-己烯/正己烷为模型化合物,探讨了铝铜双金属离子液体选择性萃取烯烃的可行性。结果表明,铝铜双金属离子液体对1-己烯/正己烷具有较好的分离性能,在剂油质量比为2、萃取温度10℃的条件下,1-己烯萃取选择性为6.33,优于常规咪唑型离子液体和传统有机溶剂。此外,铝铜双金属离子液体具有良好的重复使用性能。通过同步辐射X射线吸收精细结构光谱(XAFS)和密度泛函理论(DFT)揭示了双金属离子液体阴离子结构。利用量子化学计算手段对离子液体与1-己烯、正己烷相互作用进行计算分析,解释了双金属离子液体选择性分离1-己烯的原理。 展开更多

关键词 萃取 离子液体 1-己烯 正己烷 分离

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可再生能源电解水制氢-低温低压合成氨万吨级工业示范流程设计

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作者 殷梦凡 王倩 +11 位作者 郑涛 姬奎 王绍贵 郭辉 林志强 张睿 孙晖 刘海燕 刘植昌 徐春明 孟祥海 王月平 《化工学报》 北大核心 2025年第2期825-834,共10页

氢能是目前最具前景的清洁能源之一,通过可再生能源电解水制氢可以实现绿氢生产,但氢气的高效储存和运输难度较大。氨是高效的储氢材料,但合成氨所需高温高压的反应条件致使过程能耗较高,因此发展可再生能源电解水制氢-低温低压合成氨... 氢能是目前最具前景的清洁能源之一,通过可再生能源电解水制氢可以实现绿氢生产,但氢气的高效储存和运输难度较大。氨是高效的储氢材料,但合成氨所需高温高压的反应条件致使过程能耗较高,因此发展可再生能源电解水制氢-低温低压合成氨工艺对于能源绿色转型和企业低碳发展具有重要意义。基于Aspen Plus流程模拟软件,设计开发了可再生能源电解水制氢-低温低压合成氨工艺流程,并结合合成氨工业示范企业的生产条件,合理设计万吨级合成氨示范生产工艺。采用光伏发电联合电网为碱性电解水制氢装置供电,在85℃、1.6 MPa下生产1000 m^(3)/h(标准工况)纯度为99.999%的氢气。为了满足万吨级合成氨需求,进一步结合示范企业现有氮气和氢氮混合气共同进料,在400℃、7 MPa下反应生成氨,经氨冷分离得到纯度为99.9%的液氨产品。此外,对耗能较高的合成氨工艺进行四次换热设计,节省能耗。本研究为可再生能源电解水制氢-低温低压合成氨的工业示范提供参考。 展开更多

关键词 再生能源 电解水 制氢 合成氨 优化设计

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Ca-Zn-Al复合氧化物催化1,2-丙二醇与尿素制碳酸丙烯酯

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作者 王陇豫 卢志凯 +7 位作者 柳鑫 罗国华 徐新 刘海燕 孟祥海 徐春明 刘植昌 靳海波 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2025年第2期443-452,共10页

采用共沉淀法制备了Ca-Zn-Al复合氧化物催化剂,采用XRD、SEM、XRF和NH 3-TPD分析方法对所制备催化剂的晶型晶貌、元素组成及表面酸性进行表征,并对其催化1,2-丙二醇与尿素醇解反应合成碳酸丙烯酯的性能进行了研究。结果表明:催化剂制备... 采用共沉淀法制备了Ca-Zn-Al复合氧化物催化剂,采用XRD、SEM、XRF和NH 3-TPD分析方法对所制备催化剂的晶型晶貌、元素组成及表面酸性进行表征,并对其催化1,2-丙二醇与尿素醇解反应合成碳酸丙烯酯的性能进行了研究。结果表明:催化剂制备过程中沉淀体系的pH值、金属离子比及催化剂焙烧温度对催化剂催化1,2-丙二醇与尿素醇解反应有明显的影响,同时具有较好的稳定性。在沉淀体系n(Ca^(2+))∶n(Zn^(2+))∶n(Al 3+)=1.6∶3∶1、pH=9.5条件下,通过共沉淀得到具有水滑石结构的前驱体,前驱体经900℃焙烧4 h所制得的Ca-Zn-Al复合氧化物催化剂催化1,2-丙二醇与尿素醇解反应具有良好的催化性能。在n(1,2-丙二醇)∶n(尿素)=1.5∶1、温度145℃、压力20 kPa条件下反应4 h,碳酸丙烯酯收率达到93.8%。同时通过温度序列控制方案对该反应过程实现了有效优化,碳酸丙烯酯收率提高至98.3%。 展开更多

关键词 Ca-Zn-Al催化剂 尿素 1 2-丙二醇 碳酸丙烯酯 醇解反应

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NaCl辅助构筑高性能沥青基硬炭负极材料

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作者 肖志华 房浩楠 +5 位作者 郑方植 孙冬 陶丽达 李永峰 徐春明 马新龙 《化工学报》 北大核心 2025年第2期846-857,共12页

石油沥青具有价格低廉、芳香性高、易缩聚等优点,是制备高附加性硬炭负极材料的理想前体。然而,直接碳化沥青的过程中芳香烃和烷烃易发生缩聚和重排,使其石墨化程度高、层间距小、缺陷位点少,导致储钠性能差。因此,提出在沥青预氧化过... 石油沥青具有价格低廉、芳香性高、易缩聚等优点,是制备高附加性硬炭负极材料的理想前体。然而,直接碳化沥青的过程中芳香烃和烷烃易发生缩聚和重排,使其石墨化程度高、层间距小、缺陷位点少,导致储钠性能差。因此,提出在沥青预氧化过程中引入NaCl助氧剂,促进沥青的氧化交联反应,抑制沥青分子结构重排,降低硬炭的石墨化度,增大层间距,引入丰富的C O基团和闭孔结构,进而提升沥青基硬炭负极的储钠性能。在30和300 mA·g^(-1)下沥青基硬炭负极的比容量高达285.0和145.0 mAh·g^(-1),首次库仑效率为96.3%。同时,在30 mA·g^(-1)下的平台容量为173.2 mAh·g^(-1),占总容量的61.4%。此外,该负极在0.1 A·g^(-1)下循环200圈的容量保持率高达93.94%,表现出优异的循环稳定性能。 展开更多

关键词 NaCl辅助预氧化 石油沥青 硬炭负极 钠离子电池 电化学性能

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离子液体萃取分离石脑油中芳烃的理论计算与试验验证 被引量：4

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作者 徐春明 殷梦凡 +6 位作者 童浩 车培源 张睿 刘海燕 刘植昌 张霖宙 孟祥海 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期138-145,共8页

以苯-环己烷为模型体系,基于COSMO-RS模型研究多种离子液体阴、阳离子对分离性能的影响,以萃取性能指数作为评价指标优选出1-丁基-3-甲基咪唑四氯化铁([Bmim][FeCl_(4)])萃取剂,并对[Bmim][FeCl_(4)]与苯、环己烷的弱相互作用进行探究... 以苯-环己烷为模型体系,基于COSMO-RS模型研究多种离子液体阴、阳离子对分离性能的影响,以萃取性能指数作为评价指标优选出1-丁基-3-甲基咪唑四氯化铁([Bmim][FeCl_(4)])萃取剂,并对[Bmim][FeCl_(4)]与苯、环己烷的弱相互作用进行探究。合成[Bmim][FeCl_(4)]离子液体,并用于苯-环己烷体系的萃取分离,证实该离子液体对石脑油中的芳烃具有良好的萃取分离效果,采用NRTL模型对[Bmim][FeCl_(4)]-苯-环己烷体系的二元交互作用参数进行拟合。结果表明:离子液体[Bmim][FeCl_(4)]选择性萃取分离芳烃主要依靠咪唑阳离子与芳烃之间的π-π相互作用;相较于环丁砜,该离子液体对于苯-环己烷体系具有更大的两相区,易于苯-环己烷体系的分离;针对芳烃质量分数为0.1的原料,其芳烃分配系数、萃取选择性、萃取性能指数分别可达0.770、19.73和15.19;NRTL模型对该三元体系预测效果较好,均方根偏差为1.14%。 展开更多

关键词 离子液体 石脑油 萃取 芳烃 分离

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