炼化企业是传统的能源和排放密集型行业,其低碳化发展对我国节能减排具有重要的意义。以物质流分析方法为基础,建立了企业内部碳流动分析模型。以国内某1 000万t/a大型炼化企业为例,分析了该企业2015年碳流动规律并计算了隐含碳排放量,预测了3种情景下该企业2016—2035年间的CO2减排趋势。结果表明,每加工1 t原油会产生82 kg的隐含碳排放;二次加工是隐含碳排放量最大的环节,约占总量的75.1%,其中,延迟焦化装置是隐含碳排放的主要工序,约占总量的42.8%;到2035年,3种情景下相对2015年可分别减少隐含碳排放11.7%、14.9%和19.6%。
首先对木焦油进行概述,详细介绍了木焦油的特性、理化性质及相关实际应用,其次阐述了木焦油制备功能制剂的作用机制。国内外研究主要集中在以木焦油为原料制备胶黏剂、阻聚剂、固化剂以及鞣剂这4类功能制剂上,文章详细介绍了这4种功能制剂的制备、性能分析及研究现状,分析了基于木焦油为原料制备功能制剂具有的优势及不足,并指出了木焦油型功能制剂的前景和发展方向。通过对木焦油及木焦油型功能制剂的全面分析,认为对木焦油中各化学成分进行深度利用是木焦油资源化发展的方向之一,并且在化工改性领域具有极大的市场潜力,既能实现开发木焦油利用新途径,又为制备功能制剂提供丰富的原料来源。
介绍了基于C1化学的低碳烯烃合成反应机理研究进展。常规FTO路线的合成气直接转化制取低碳烯烃工艺产物组成受ASF分布规律限制,副产物CH4、饱和烷烃选择性高,目标产物C=2~C=4选择性很难突破58%。基于MTO催化机理的核壳型FeMnK@SAPO-34双功能催化剂,CO最高转化率可达92.4%,总低碳烃(C2~C4低碳烃)选择性高达69.2%,C=2~C=4低碳烯烃选择性最高值达46.6%,CH4选择性最低值仅为10.5%,CO2选择性最低仅为16.8%;基于乙烯酮中间体机理的OX-ZEO双功能催化剂在400℃、2.5 MPa、H2/CO=2.0的反应条件下,可实现C2~C4低碳烃类总选择性94%、C=2~C=4低碳烯烃选择性80%,且CH4选择性可进一步降低至2%。此外,CH4高温分解、CH4氧化偶联、CH4无氧转化、CO2加氢等技术,也为低碳烯烃的合成开辟了新的技术路线。
采用原位生长法合成磁性碳纳米管(Fe3O4-CNT),并将其填充到自具微孔聚合物PIM-1中,通过溶剂挥发法制备PIM-1/Fe3O4-CNT混合基质膜,考察了外加磁场作用下Fe3O4-CNT质量分数和磁场强度对混合基质膜的理化结构及其氧氮渗透性能的影响。结果表明,磁性碳纳米管与PIM-1基体间的相互作用增强,磁性碳纳米管在膜中的分散状态得到明显改善,同时混合基质膜的力学性能也得到了提高。Fe3O4诱导磁场和CNTs中空结构的协同作用显著提高了混合基质膜的氧氮渗透性能,当Fe3O4-CNT质量分数为1.5%时,PIM-1/Fe3O4-CNT混合基质膜的O2渗透系数为602 Barrer,O2/N2选择性达到了4.32,与纯PIM-1膜相比分别提高了76%和27%;外加磁场强度增大,混合基质膜的O2渗透系数和O2/N2理想选择性同时提高。
采用硫酸铵镁沉淀法回收硫酸铵废水中高浓度氨氮,考察了V(乙醇)∶V(溶液)、溶液pH、n(N)∶n(Mg)、反应时间、晶种投加等因素对氨氮回收效果的影响。结果表明,投加镁盐和无水乙醇可以实现一步化处理硫酸铵废水,在n(N)∶n(Mg)=1.5、n(N)∶n(S)=0.9、V(乙醇)∶V(溶液)=1.0、反应时间为5 h的条件下,初始质量浓度为2 500 mg/L的氨氮溶液的回收率可达到70.1%,其结晶产物硫酸铵镁可作为硫肥施用于农田。晶种的投加对氨氮回收率并无显著提高,但部分晶种的投加可以使晶体团聚在一起并以晶簇形式存在。动力学分析显示,该反应符合准二级动力学方程,相关系数为0.998 7。
以生物质三组分(纤维素、半纤维素和木质素)为原料,白云石和碳酸钠为催化剂,在小型气流床气化炉上开展实验研究。通过气相色谱质谱仪(GC-MS)分析焦油组成和含量,研究催化剂对3组分气化焦油析出特性的影响。结果表明,木质素的焦油产率远高于纤维素和半纤维素。白云石和碳酸钠对半纤维素的降焦油效果均十分显著,但两者的机理存在差异;碳酸钠对纤维素存在一定抑制作用。2种催化剂对纤维素和木质素气化焦油组成含量影响不大,但碳酸钠显著降低了半纤维素气化焦油中杂项碳氢类物质的相对含量。研究表明,不同催化剂对生物质某一组分的降焦油效果存在明显差异,同一催化剂对3组分的降焦油效果也可能完全不同。