摘要：CO_(2)与乙烷反应是实现碳减排目标、利用非常规能源的重要手段,符合国家重大需求和国际学术前沿。其中,二氧化碳通过“活性氧”机理、“晶格氧”机理以及“反应耦合”机理促进乙烷的活化。通过催化剂设计选择性地断裂C—H/C—C键,可以实现反应定向地按照两条路径进行——乙烷干重整反应(DRE)和乙烷氧化脱氢(ODH)。综述了DRE和ODH两类反应的热力学、反应物活化机制和催化剂研究进展,分析了催化剂均存在产物选择性低、易烧结、积炭问题的主要影响因素以及催化剂设计和改进策略,并对该研究未来的发展方向进行展望。

摘要：设计乙烷经氯氧化制备乙烯再与苯烷基化一步法制备乙苯的接力催化路线。研制铈基氧化物作为活化乙烷生成中间产物乙烯的催化剂,并耦合H-ZSM-5沸石分子筛与苯进一步烷基化生成乙苯。在Mn/CeO2氧化物与H-ZSM-5沸石分子筛以研磨混合形成的双功能催化剂上,实现了乙烷与苯催化制备乙苯的可控接力催化。考察了氧化物的组成、氧化物与沸石分子筛的耦合方式与最适质量配比、沸石分子筛的硅铝比对接力催化反应的影响,并进行了催化剂稳定性研究。结合X射线衍射(XRD)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线荧光光谱分析(XRF)等表征手段分析了催化剂结构及其与催化性能的构效关系。提出后续催化剂研究的关键在于分子筛烷基化能力以及抗流失能力的提高。

摘要：采用静态分析法相平衡装置分别测量了乙烷-甲醇二元体系在273.15、280.15、287.15和294.15 K下的汽-液相平衡数据,四个温度下的汽-液相平衡数据均符合热力学一致性检验。采用带有Wong-Sandler混合规则的Peng-Robinson状态方程对实验数据进行关联,得到浅冷条件下乙烷-甲醇体系的二元交互作用参数k_(ij)为0.0187。对拟合计算结果与实验数据对比分析表明,压力的平均相对偏差为1.41%,液相摩尔组成的平均相对偏差为2.53%,拟合结果与实验数据关联良好,可以满足工程上计算与设计的需求。

摘要：以嵌段共聚物P123(EO_(20)PO_(70)EO_(20))作为模板剂,在无酸介质中利用无机盐ZrOCl_2-NaCl的协同作用合成了二维六方结构的乙烷桥联PMOs(periodic mesoporous organosilicas)杂化介孔材料,并借助高分辨透射电镜(HRTEM),小角X-射线散射(SAXS),等温N_2-吸附-脱附以及固体^(13)C CP MAS NMR和^(29)Si CP MAS NMR核磁共振技术等手段对其物性特征进行了表征。结果表明:目标产物具有高度有序的六方孔道排列和有机-无机杂化网络骨架,体现了无机盐组合在目标产物组装过程中的协同作用。

摘要：根据乙烷气体分子在3.3μm处的基频吸收特性,使用中心波长为3.337μm室温连续带间级联激光器(ICL)和有效光程为54.6 m密集光斑多通气体吸收气室(600 mL)研制了基于波长调制光谱技术(WMS)的乙烷传感器。详细介绍了基于WMS和二次谐波(2f)探测技术的光谱吸收法气体检测原理,给出了目标乙烷气体吸收线的遴选细节。此项技术的使用减小了光功率漂移对系统的影响,使得系统最低检测下限(MDL)和稳定性能得到提升。结合原理框图,通过光学和电学两个模块分别详细介绍了乙烷传感系统设计方案,描述了自主研制的软、硬件单元和商用仪器的使用及其型号供他人参考,并给出传感器光学配置实物图。而且,为匹配激光波长调制与基于压力的吸收线宽,对气压和调制深度进行优化,研究了调制幅度对应2f信号峰值及调制幅度与调制深度的关系,最终确定最优气压和调制深度分别为100 Torr和0.074 cm^(-1),对应的调制信号幅度为～0.026 V。此外,基于优化后的气压和调制深度,使用136.8 nmol·mol^(-1)乙烷标准气体进行了系统灵敏度估算。详细介绍了ICL扫描调制信号、锁相放大及数据采集单元的参数设置,并给出示波器记录的扫描调制信号及2f信号波形图片。通过对比DAQ采集的2f信号和背景噪声信号,估算系统最低检测下限为33 nmol·mol^(-1)。最后,使用9个不同浓度乙烷标准气体(20～400 nmol·mol^(-1))分别进行～5 min系统标定测试,并列出了拟合曲线和拟合相关度等信息。而且,使用浓度为48 nmol·mol^(-1)乙烷气体样品开展连续2 h系统稳定性测试并进行Allan-Werle方差分析。结果显示,该系统工作稳定,积分时间为4 s时,乙烷气体检测灵敏度为～0.81 nmol·mol^(-1)。通过增加系统积分时间至63 s,系统灵敏度可被提高至～0.36 nmol·mol^(-1)。

摘要：乙烯是石油化学工业的基础原材料,聚合级乙烯工业纯化的关键挑战是去除其中的乙烷杂质,这一步骤难度大、能耗高。近年来,以乙烷选择性吸附剂为核心的吸附分离纯化技术快速发展,并得到学术界和工业界的关注。该技术可在温和工况下高选择性分离出乙烯中的乙烷杂质,显现出巨大潜力。本文总结了近年来乙烷选择性吸附剂(特别是乙烷选择性MOFs)的研究进展,并归纳阐释其选择性吸附机理。同时,在前人研究成果的基础上,总结可行的乙烷选择性吸附剂的设计策略,指出当前开发高效乙烷选择性吸附剂面临的挑战和未来的研究方向。

摘要：天然气中所含的乙烷、丙烷等重烃组分是优质的化工原料,具有很高的附加值。从天然气中回收乙烷需要采用深冷分离技术,而鄂尔多斯盆地上古生界气藏天然气因气质较贫、压力低且含有较多二氧化碳等原因,导致天然气露点温度低且在低温下容易发生干冰冻堵。为此,研发了“混合冷剂预冷+膨胀机制冷+双气过冷”的乙烷回收工艺技术,通过对该工艺流程进行模拟计算,分析了影响干冰生成和乙烷回收率的主要工艺参数。研究结果表明:①降低低温分离器操作温度以及增加脱甲烷塔顶回流量可以减小脱甲烷塔顶部物流中二氧化碳的浓度,从而降低干冰生成温度,提高脱甲烷塔防止干冰冻堵的能力;②膨胀机出口气进入脱甲烷塔的最佳位置在第14层理论板,此时乙烷回收率为95.7%,继续下移进料位置,乙烷回收率几乎不变反而会增加设备投资;③乙烷回收率随过冷原料气比例增加而升高,当过冷原料气比例超过20%后,乙烷回收率变化不大;④乙烷回收率随产品天然气回流量的增加而升高,适宜的回流量为3000 kmol/h,超过该值之后乙烷回收率的增幅变缓,而天然气增压功率却持续增加。

摘要：在碳中和及全球能源供需版图调整的背景下,乙烯生产原料轻质化成为主流趋势。乙烷脱氢制乙烯技术具有低能耗、低碳排、流程短、收率高、成本低等优势,但目前工业上主要通过乙烷蒸汽裂解法生产乙烯,其他方法工业化生产相对不成熟。本文简述了近年来乙烷脱氢制乙烯技术(包括直接催化脱氢、O_(2)辅助氧化脱氢、CO_(2)辅助氧化脱氢、化学链氧化脱氢、催化膜反应器脱氢等)工艺及催化剂的研究现状,同时介绍了其他新兴工艺及催化剂。乙烷脱氢制乙烯技术现阶段面临的挑战不仅在于开发更高效的催化剂及更低能耗的技术,更需要突破乙烷脱氢热力学平衡的限制设计合适的反应路径,其中催化膜反应器脱氢、化学链氧化脱氢工艺都具有非常广阔的市场和工业化发展前景。

摘要：设计了三维柱状管式脉动热管,铜管尺寸为内径2 mm,外径3 mm,蒸发段和冷凝段长度分别为220 mm和180 mm。以乙烷为工作流体,在中低温(-100—0℃)范围内对脉动热管的启动性能和传热特性进行了研究,并分析了工质热物理性质对脉动热管的影响。实验结果表明:在蒸发段无热输入下,脉动热管的自启动受到工作温度的影响。只有当工作温度降低至某一程度时,脉动热管才能成功实现自启动,同时当工作温度越接近工质的沸点,脉动热管越容易启动。研究还发现脉动热管的最佳工作温度不受加热功率的影响,不同加热功率下脉动热管的最佳工作温度均为-60℃。

摘要：乙烷脱氢转化是一类重要的乙烯定向生产技术,有望取代当前基于石油路线的蒸汽裂解工艺。本文综述了近年来以乙烷为原料生产乙烯的各种技术的研究进展,包括蒸汽裂解、催化直接脱氢、氧化脱氢、CO_(2)辅助脱氢等以及其它新兴工艺或反应过程。以热力学为主线讨论了这些过程的差异以及挑战。可以预见的是,目前仍迫切需要开发更高选择性、更低能耗的乙烷制乙烯技术。其挑战不仅在于研制更有效的乙烷转化催化剂,更需要设计合适的H_(2)产物转化路径,从而突破乙烷脱氢转化的热力学平衡约束。