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天然气化工—C1化学与化工
西南化工研究设计院有限公司 全国天然气化工与碳一化工信息中心
天然气化工—C1化学与化工

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古共伟

双月刊

1001-9219

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天然气化工—C1化学与化工/Journal Natural Gas Chemical IndustryCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊主要报道与天然气、合成气、一氧化碳、二氧化碳、甲醇等一碳化学品及其衍生物和低碳烷烃化工利用相关的化工技术和科研成果，同时也报道一些其它领域的新技术新成果。对新技术的研发、新技术和实用技术的应用和工厂技术改造和革新的报道并重。
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    电气化甲烷重整技术研究进展

    宋虎潮边浩林啸龙沈孟飞...
    1-11页
    查看更多>>摘要：甲烷重整是强吸热反应,通过燃烧甲烷供热(约占甲烷总消耗的30%),不仅会导致排烟热损失,还会伴随CO2排放,无法满足双碳目标下对清洁氢能的需求.电气化甲烷重整技术通过高效电热转化形式,将可再生电能引入甲烷重整反应器,可大幅减少甲烷重整过程的CO2排放,消除传统甲烷重整过程的排烟热损失,提升甲烷和可再生电能制氢效率.综述了传统甲烷重整技术、电气化甲烷重整反应器(电阻加热、微波加热、电磁感应加热和等离子体加热)、电气化甲烷重整系统和电气化甲烷重整催化剂的研究进展.电加热不仅可以有效提升反应器功率密度、减小反应器规模,还可以通过与催化剂相互作用,实现催化活性和甲烷转化率的提升.电气化甲烷重整技术为我国能源绿色低碳转型提供了新的途径.

    电气化甲烷重整清洁氢能反应器催化剂

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    Pd基催化剂载体对天然气催化燃烧影响的研究进展

    匡浩浩蒋艳刚马海乐陆建伟...
    12-22,43页
    查看更多>>摘要：天然气广泛应用于化学品合成和交通运输等领域.甲烷作为天然气的主要成分,具有强温室效应,其不完全燃烧会对环境产生不利影响.催化燃烧技术是解决甲烷不完全燃烧问题的有效方法,其中钯(Pd)基催化剂是该技术的核心,而载体是影响Pd基催化剂甲烷催化燃烧催化活性的重要因素.首先,阐述了甲烷催化燃烧的机理.其次,总结了近年来国内外Pd基催化剂的研究进展:对于多孔颗粒载体型Pd基催化剂,研究聚焦于提升Pd分散性、稳定性与耐热性,以增强催化活性并降低Pd负载量,从而减少成本;而对于整体型Pd基催化剂,研究聚焦于提升有效比表面积、传热传质效率与结构稳定性,以适应大通量甲烷催化燃烧.最后,对用于甲烷催化燃烧的Pd基催化剂载体的未来研究发展趋势进行了展望,包括优化整体型Pd基催化剂骨架载体的涂敷工艺以提高催化效率、采用新型材料替代传统载体材料以制备高性能催化剂,以及进行载体全周期寿命实验以确保催化剂的长期稳定性.

    天然气催化燃烧Pd基催化剂催化活性载体

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    特殊形貌SAPO-44分子筛催化甲醇转化制低碳烯烃性能研究

    赵昱刘红星钱坤
    23-30页
    查看更多>>摘要：SAPO-44分子筛具有与SAPO-34分子筛同样的CHA拓扑结构,在甲醇转化制低碳烯烃(MTO)反应中具有优良的催化性能,但传统SAPO-44分子筛单一的微孔孔道结构限制了反应物和产物分子的扩散,分子筛的传质扩散性能有待进一步提高.通过水热法在合成体系中添加氯化铵制备了特殊形貌的SAPO-44分子筛,采用XRD、SEM、N2吸/脱附和NH3-TPD研究了合成体系中氯化铵的添加量对所合成SAPO-44分子筛的晶相结构、形貌、孔结构性质以及酸性质等物理化学性质的影响,并考察了所合成的SAPO-44分子筛在MTO反应中的催化性能.结果表明,氯化铵的添加降低了分子筛晶化体系的pH值;未添加氯化铵合成的SAPO-44分子筛的粒径为14.79 μm,形貌为传统立方体,添加氯化铵后合成的SAPO-44分子筛呈新型特殊形貌结构,并且粒径减小.当n(NH4Cl):n(Al2O3)= 0.25时合成的SAPO-44分子筛粒径为7.58 μm,呈飞碟形结构;当n(NH4Cl):n(Al2O3)= 0.50时合成的SAPO-44分子筛粒径为9.41 μm,呈类似球形结构.特殊的形貌堆积使分子筛形成了介孔,构筑了微介孔结构,比表面积和孔容增大,酸强度和酸量增加.在MTO反应中,添加氯化铵合成的特殊形貌的SAPO-44分子筛生成的微介孔结构和粒径的减小有利于增强分子扩散效率,使反应稳定性提高1.4倍以上,同时,酸性的增强构成了更多的催化活性中心,以及分子筛的微介孔结构和小尺寸晶粒的共同作用使低碳烯烃(乙烯+丙烯)选择性提高3.00%以上.

    SAPO-44分子筛氯化铵特殊形貌甲醇低碳烯烃

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    费托合成详细产物分析方法及产物分布自动生成策略

    宋昆朋高扬乐李莹周利平...
    31-43页
    查看更多>>摘要：费托合成反应具有产物种类复杂、碳数分布广及收集流程长等特点,产物组分的定性、定量分析涉及多步且繁重的谱峰识别和数据处理工作,耗时耗力且极易产生人为误差.结合最新分析技术,设计并验证了一维色谱分析尾气、水相和油相低碳产物组分,利用二维色谱配置反吹装置分析了油相和蜡相产物(C≤30)组分、高温模拟蒸馏分析蜡相产物(C31～C100)组分,以及理论外推了C100+产物组分的组合分析方法.借助Python语言的数据处理功能,提出了费托合成详细产物分析及数据自动处理策略,通过深入剖析产物谱峰数据特征,针对不同产物流股提出相应的定量计算方法,最终形成了高效准确的费托合成全产物分布自动处理方案.验证了各种操作条件下产物分布计算的准确性,发现在高链增长因子的费托合成反应条件(温度为275℃、压力为3 MPa、合成气空速为35 L/(g·h)及n(H2):n(CO)= 1)下,该方法可确定的产物的最高碳数达164.

    费托合成产物分布色谱模拟蒸馏保留时间

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    乙酸甲酯加氢制乙醇铜基催化剂性能调控研究进展

    刘洁于杨袁浩然
    44-50页
    查看更多>>摘要：乙酸甲酯加氢制乙醇是合成气间接制乙醇工艺中的重要一步,其关键在于催化剂的开发,工业上主要应用铜基催化剂.铜基催化剂的催化性能与其微观结构密切相关,调变催化剂结构可以有效调控其催化性能.综述了乙酸甲酯加氢制乙醇铜基催化剂的研究进展,归纳总结了引入助剂、载体调变、制备方法优化和特殊结构设计等结构调变策略对催化剂性能的调控作用.在此基础上,对低温、低氢酯比(物质的量之比)条件下高效稳定的乙酸甲酯加氢制乙醇铜基催化剂的开发进行了展望.

    乙酸甲酯加氢乙醇铜基催化剂性能调控

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    乙撑胺改性纯硅分子筛用于环己酮肟气相重排制已内酰胺

    丁克鸿王根林王刚王铖...
    51-57页
    查看更多>>摘要：通过环己酮肟(CHO)气相Beckmann重排工艺制备己内酰胺(CPL)是一条绿色环保的生产工艺,但是气相Beckmann重排催化剂的性能始终制约着该工艺的工业化应用.为了强化气相Beckmann重排催化剂的性能,利用分子尺寸不同的乙撑胺对纯硅分子筛进行了改性.采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和N2吸/脱附测试等方法对改性纯硅分子筛进行了表征,同时进行了CHO气相Beckmann重排的催化剂的催化性能评价.结果表明,乙撑胺改性的纯硅分子筛保持了原有的MFI型拓扑结构,Brunner-Emmet-Teller(BET)比表面积减小至354.1 m2/g,CPL选择性增大至97.00%.对反应温度、CHO重时空速和质量分数对CHO气相Beckmann气相重排的影响进行了考察,优化得到的最佳反应工艺为:反应温度370℃,CHO重时空速1.0 h-1,CHO质量分数30%.在最佳工艺条件下,S-1-B催化剂的CHO转化率≥99.90%,CPL选择性≥97.00%,催化剂单程运行寿命达1200 h且再生性能稳定,具有良好的工业应用前景.

    己内酰胺气相重排分子筛改性环己酮肟

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    改性分子筛催化C4+混合烃制低碳烯烃的性能研究

    王科韩伟潘相米梁衡...
    58-62页
    查看更多>>摘要：甲醇制烯烃过程中会副产大量C4+混合烃.利用副产C4+混合烃来高效生产乙烯和丙烯,提升乙烯和丙烯产率,成为煤制烯烃行业一个重要的研究方向.采用水热法合成了纳米级的HZSM-5分子筛,并在此基础上分别制备了P改性的HZSM-5分子筛催化剂(P/HZSM-5)和P-Mg复合改性的HZSM-5分子筛催化剂(P-Mg/HZSM-5).采用XRD、SEM和N2吸/脱附等手段对分子筛和相应催化剂进行了表征,并在小型固定床反应器上分别进行了分子筛和分子筛催化剂催化C4+混合烃制低碳烯烃的催化性能测试.结果表明,在温度为520℃、压力为0.2 MPa、水蒸气空速为1000 h-1和原料混合气体积空速为100 h-1的条件下反应8 h,P-Mg/HZSM-5的乙烯和丙烯产率可达到46.2%,综合性能最优(乙烯选择性为28.6%,丙烯选择性为60.8%).

    混合烃分子筛低碳烯烃乙烯丙烯

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    花生秸秆热解挥发分在HZSM-5负载Ga催化剂上的裂解特性

    孙雷胡睿王杰
    63-70,89页
    查看更多>>摘要：生物质热解能够将木质纤维素类生物质转化为生物油,但粗油含氧量高、热值低.利用负载Ga的HZSM-5催化剂对生物质热解挥发分进行催化裂解,可以促进生物油的选择性脱氧和芳构化,实现生物油提质.分别采用离子交换法和水热法制备了两种负载Ga的HZSM-5催化剂(Ga-H5-E和Ga-H5-H),采用两段式固定床反应器进行了花生秸秆热解在线联合热解挥发分催化裂解实验.花生秸秆在反应器下段以10 ℃/min的加热速率从室温升温至700 ℃,其间逸出的挥发分通过保持在600 ℃的上段催化剂层进行催化裂解.结果表明,相比无负载的HZSM-5,Ga-H5-E和Ga-H5-H使BTX(苯、甲苯和二甲苯)产率分别提高了77%和93%,其中甲苯和二甲苯的增加尤为明显.采用热重分析仪、电感耦合等离子发射光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱仪、比表面积分析仪和化学吸附仪等对催化剂进行了表征分析.结果表明,两种Ga负载催化剂的积炭产率显著低于原催化剂(HZSM-5);Ga负载使催化剂强酸位显著增多,有利于增加脱氧反应的催化活性中心;相比于Ga-H5-E,Ga-H5-H含有容积较大的介孔和较小的平均孔径,而且更多Ga浸入了颗粒内部,这些差异可能促进乙烯和丙烯在介孔内发生芳香化反应,从而提高了单环芳香烃产量.

    生物质挥发分催化裂解生物油提质HZSM-5负载Ga单环芳烃

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    封装型Ni基催化剂对煤焦油模型化合物催化转化的性能研究

    董子豪王明义李文林贾鹏...
    71-78页
    查看更多>>摘要：为提高煤热解焦油中轻质组分含量,定向调控焦油裂解产物,采用原位封装法制备了Ni基催化剂(xNi@HZSM-5,x表示Ni含量,质量分数),并考察了其对焦油模型化合物荧蒽和芘的催化转化作用.结果表明,在N2气氛下,xNi@HZSM-5的荧蒽和芘的转化率区别较小;在H2 气氛下,2.0Ni@HZSM-5的荧蒽和芘具有最大转化率,分别为51.91%和46.21%,且2.0Ni@HZSM-5比采用浸渍法制备的2.0Ni/HZSM-5(Ni 质量分数为2.0%)具有更高的稳定性.采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和N2吸/脱附等表征方法对催化剂进行了分析表征.结果表明,2.0Ni@HZSM-5比2.0Ni/HZSM-5具有更大的比表面积和总孔容,且Ni位于分子筛孔道内部,具有更高的活性和稳定性.通过不同气氛下模型化合物的转化产物的分析,推测了荧蒽与芘在催化转化过程中的反应路径.

    封装型催化剂HZSM-5分子筛模型化合物反应机理

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    双碳背景下油田清洁能源利用工艺可行性探讨

    曲虎陆诗建杨佳朋宋义伟...
    79-89页
    查看更多>>摘要：油田企业是能源行业的用能大户,采用清洁能源替代油田消耗的化石能源,降低油田碳排放,可有效助力我国双碳目标实现.根据油田用能结构特点和资源条件,以不同类型项目为实例,分析了高温采出液利用、热泵工艺、液化天然气(LNG)工艺、太阳能利用和风力发电等油田清洁替代工艺的应用条件、投资、运行费用和碳排放情况.结果表明,在相同的能耗下,水源热泵工艺单位综合造价为0.17×104 CNY/kW、LNG工艺为0.40×104 CNY/kW,二者相较于其他工艺投资低.风力发电和光伏发电不产生碳排放,太阳能光热、光伏发电和风力发电运行费用为0.018×104～0.040×104 CNY/(kW·a),碳排放强度为0～0.45 t/(kW·a),这3种工艺相较于其他工艺运行费用和碳排放强度低.在高温采出液、油田伴生气和电力等条件均具备的条件下,应优先采用费用现值最低的高温采出液利用和水源热泵工艺,分别为1.20×104 CNY/kW和1.29×104 CNY/kW.在高温采出液和油田伴生气等条件不具备的条件下,优先采用LNG工艺和大型风机发电.与小型风机相比,大型风机发电经济效益更加明显,光伏发电经济效益介于大型风机和小型风机之间.在零碳油田建设中,应优先采用高温采出液利用和水源热泵工艺提供热力,采用大型风机或者光伏提供电力.

    双碳目标清洁能源高温采出液热泵太阳能

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