摘要：甲烷干重整(DRM)与二氧化碳甲烷化(MCD)过程均具有较强的二氧化碳消纳效应,但其单独运行时需要分别消耗大量天然气与氢气,且二者能耗均较高,从而制约了两个工艺的发展与应用,因此探索研究该问题的解决方案对于低碳发展具有重要意义.本文分析了甲烷干重整与二氧化碳甲烷化两个独立工艺的特点,基于两个反应体系的原料与产物之间可互为利用及二者反应热效应可相互补偿的条件性,初步判断DRM与MCD工艺之间存在质量耦合与热量耦合的可能性.据此,首次创新性地设计了DRM-MCD可能的工艺耦合方案,从流程模拟角度证实了工艺耦合的可行性,并分析了不同情形下的耦合特性.结果表明,随着催化剂技术的发展与进步,DRM与MCD工艺之间可以实现质量、能量的高效双重耦合,耦合工艺具备可显著降低天然气、氢气消耗以及大幅节能降耗的效果,并具有优良的二氧化碳消减与资源化利用效应,且耦合工艺具有灵活的可调节性.研究结果可为DRM与MCD工艺耦合方案的设计与优化,以及未来该耦合工艺潜在的工程应用价值与可行性研究提供可参考的基础.

摘要：聚焦从低品位含氦天然气中提纯氦气这一工程问题,在分析已有深冷工艺发展现状与改进方向的基础上,针对原料天然气中氦气浓度低与提氦能耗高的问题,提出一种基于多级闪蒸与多塔蒸馏耦合的贫氦天然气低温提氦工艺,并借助ASPEN HYSYS软件模拟设计了新工艺流程。结果表明:采用设计工艺可从氦摩尔分数为0.05%的贫氦天然气中分离得到纯度(摩尔分数,下同)为99%的氦气,同时得到纯度为99.96%的甲烷和99%的氮气、液化天然气及燃料气,增强了提氦装置的产品方案灵活性;通过工艺内部流股节流膨胀制冷为分离系统提供冷量及工艺内部冷热物流间合理匹配换热,实现了系统的节能降耗;该多级闪蒸+多塔蒸馏耦合工艺的单位压缩功耗为0.058 kW·h kmol,远低于改进型ExxonMobil公司的提氦工艺(1.29 kW·h kmol);综合分析工艺产品纯度及能耗,说明设计的提氦工艺具有一定的应用潜力。

摘要：石墨烯是以sp2杂化轨道组成的六角型蜂巢状二维碳纳米材料,具有比表面积大、导电性好和机械强度高等优点,在电催化领域被广泛应用,但也存在易堆叠、活性位点少等不足。石墨烯材料电催化活性与其原子排列、分子吸附和活化、电子结构、电荷运输等相关,综述了通过掺杂调控提高其内在活性、界面调控实现不同组分之间的协同作用、相调控改变原子排布方式、结构调控改变局部环境促进电子和质量传递等改善石墨烯材料电催化性能的方法,指出将掺杂调控与其他3种活性调控方法有机结合是未来的发展方向。

摘要：开架式气化器是大型液化天然气气化站的核心设备之一,主要作用是将液态天然气气化并加热至常温后输送至下游用户。本文在回顾和总结液化天然气传热的研究成果及现状的基础上,对影响传热性能的因素进行了分析总结。重点论述了操作条件和模型结构参数对管内流动和传热的影响,以及换热管流动传热过程中用到的数值模拟方法。分析了影响传热系数的条件,对当前如何进行模型验证的问题进行了梳理和总结,对气化器的设计和性能的进一步优化进行了归纳,可为气化器的实际应用提供参考。

摘要：本文针对传统合成氨工艺存在物耗、能耗较高、污染严重及CO_(2)排放量高的问题,将CH4干重整(DRM)、水煤气变换(WGS)、CO_(2)甲烷化(MCD)、CH4部分氧化(POM)过程与传统合成氨过程进行有机耦合,以改善现有合成氨的工艺面貌,并借助流程模拟手段对设计的耦合工艺进行初步研究与分析,探索碳中和发展背景下重塑合成氨工艺的可能性。本文按照“降低CO_(2)排放-降低废水排放及新鲜水用量-降低天然气消耗-降低能耗”的思路演变构建合成氨耦合工艺方案,依次形成DRM-SynNH3、“DRM+WGS”-SynNH3、“DRM+WGS+MCD”-SynNH3、“POM+WGS+MCD”-SynNH3四个耦合工艺,研究结果表明:CO产品、合成气产品的获取均来源于CH4的消耗,故各方案的天然气消耗量均相对较高;当耦合体系要消纳外界CO_(2)时,由于DRM与MCD本身较强的热效应导致二者单独或同时存在时,任何一种合成氨耦合工艺的能耗均不会低于传统工艺。但未来随着催化剂的研发与应用进展,DRM与MCD可能实现质量、能量的高效双重耦合,从而将大幅降低物耗与能耗。然而,如综合考虑CO_(2)消纳效应、CO_(2)减排效果以及合成气等化工产品的联产所带来的综合效益,尤其在未来碳指标稀缺、碳税高企情形下,上述工艺均可能具备一定竞争力。

摘要：作为学生和教师打开、使用最多的手机软件,如何利用微信中的公众号功能提升教学质量是本科教学亟待研究的重要问题。本文通过对相关文献的梳理,总结了微信公众号教学平台的优势及在化学化工类专业本科教学的应用现状。同时本课程团队针对石油炼制工程课程设计制作了信息量大的高质量思维导图,在微信注册申请了“西油炼化”微信公众号作为石油炼制工程微教学平台,采用群发的功能向关注的用户推送信息量大的高质量思维导图,从而达到提高教学效果的目的。

摘要：重油下行床碱性催化裂解工艺能够有效抑制催化剂结焦,从而达到较高的重油转化率,获得高收率的轻质油品和低碳烯烃,实现劣质重油的分级高值化转化。为了给该新型工艺的设计优化以及工业放大提供参考,本文建立了能够预测各低碳烯烃产率的十集总重油碱性催化裂解反应动力学模型,基于四阶Runge-Kutta法和BFGS最优化算法求解,获得了各反应路径的指前因子及活化能,并与实验数据进行对比,以验证所建立的动力学模型的准确性。基于耦合十集总反应动力学模型和双流体模型,对200万t·a^(-1)下行床反应器内的碱性催化裂解过程进行流体力学数值模拟计算,考察了剂油比、反应温度、反应时间、回炼比等操作因素对产物分布的影响规律。