2024年国内成品油市场表现较疲软:全年炼油能力维持高位,行业平均开工率小幅跌落;原油加工量整体维持稳健,成品油产量小幅下滑;成品油出口同比下降,表观消费量由增转降,但煤油消费出现明显增长;独立炼厂汽柴油产销率高位震荡,成品油商业库存整体下跌;国际原油价格波动性下降,成品油批发价格震荡走低。多项成品油相关管理办法、制度出台,规范成品油市场运行,助力炼油行业节能降碳,推动成品油行业高质量发展。2025年,国内成品油行业管理更为规范,炼油产能继续维持高位,成品油产量或将达到峰值,表观消费量延续走低态势,市场供需压力仍存,国际原油价格将整体下移,预计Brent、WTI原油均价在67~77美元/桶和62~72美元/桶的范围。
发展绿色氢基能源是我国保障能源安全和实现双碳目标的重要途径。高效率、低成本的储运方式是降低氢基能源终端应用成本的关键因素之一,如何构建稳定、经济的氢能供应体系,已成为我国氢能产业需要重点解决的任务。总结了氢基能源多种储运技术的特点及发展现状,对氢基能源多种储运方式的技术经济性进行系统分析,同时将管道输氢与电网输电技术相对比。结论认为在200 km运输范围内,长管拖车是现阶段技术更成熟、成本更低、应用相对灵活的运输方式。在未来特高压输电走廊受限的情况下,发展管道输氢将有助于扩展我国能源跨区域输送的途径。远期当实现大规模用氢需求时,管道输氢将成为长距离氢运输最佳选择。
讨论了非均相钴基双金属氧化物协同活化过硫酸盐降解污染物性能,钴基双金属催化剂通过2种金属的协同作用,构建金属离子氧化还原循环系统,能够显著提升催化剂的活性,克服了单金属效率低下和不稳定的问题。探讨了钴基双金属氧化物复合碳质材料活化过硫酸盐性能,复合材料具有大比表面积和更多的含氧官能团,能够调控催化剂结构,提高电子转移速率,显著提高催化剂活性,同时减少钴的浸出,增强材料的重复使用性能。机理研究表明,针对不同污染物,自由基降解与非自由基降解发挥的主导作用不同,过渡金属通过活化过硫酸盐产生强自由基,碳基兼具自由基和非自由基降解途径。对钴基双金属氧化物复合碳质材料活化过硫酸盐未来研究方向进行了展望。
首先梳理了化学吸收剂的发展现状和技术特征,其次分析了各种吸收和解吸过程强化技术及其应用场景;最后,展望了化学吸收法的发展和应用前景。综述表明:当前化学吸收法应继续研发离子液体吸收剂、相变吸收剂和贫水吸收剂等热力学、动力学综合性能更好的吸收剂,深入研究化学解吸、纳米流体等吸收解吸强化技术,重点应用于烟气流量大、浓度低的碳捕集场景。未来化学吸收法的研究除了继续开发高效、低能耗吸收剂外,更要兼顾环境友好的新型吸收剂,集成吸收和解吸过程强化技术以降低能耗和吸收剂损耗,回收或利用脱除CO2后的气体中的残余能量或组分弥补捕集成本,因地制宜地利用可再生能源电力和热力驱动碳捕集应用将是另一个发展方向。
基于TiO2腐蚀促进活性,提出了一种新型的“钛铜”复合防污剂,即TiO2与金属铜粉混合后TiO2加速Cu腐蚀释放具有防污性能的Cu2+。通过调节TiO2的制备工艺调控其结构和性能,实现了Cu2+的可控释放,进而实现海洋防污涂层的制备。以国内硫酸法钛白生产企业的中间产品一次水解产物、碱中和一次水解产物、二次水解产物和二次水解产物外加金红石晶种为煅烧前驱体,重点考察了制备工艺、晶型、形貌、尺寸分布、材料功函数、氧还原催化活性、导电性等因素对“钛铜”复合防污剂释放Cu2+性能的影响,通过机器学习方法进一步定量分析了影响钛铜防污剂释放Cu2+性能的效果。结果表明,影响“钛铜”防污剂Cu2+释放性能的主要因素由高到低依次为晶型、带隙、晶粒尺寸、导带电位、电子转移数;400℃加热前驱体获得的TiO2,其“钛铜”复合防污剂在实海挂片试验中的防污效果最好。
针对油田调剖堵水过程中由于对出水层的定位不准造成的封堵失效及地层堵塞问题,采用铬冻胶、酚醛树脂冻胶模拟地层堵塞物,通过纳米MnO2活化过一硫酸盐(PMS)对其进行降解。结果表明,纳米MnO2能够有效活化PMS降解聚合物冻胶,降解过程中发挥主要作用的物质是硫酸根自由基。在35℃下,PMS/纳米MnO2体系降解铬冻胶的最佳实验条件为:MnO2质量分数为0.03%,PMS质量分数为3.6%,该条件下铬冻胶在20 h内完全降解。增加PMS质量分数、MnO2质量分数及提高温度均能在不同程度上促进PMS/纳米MnO2体系对酚醛树脂冻胶的降解。在相同条件下,PMS/纳米MnO2体系的破胶性能明显优于常规解堵体系。
Co3O4作为氧化亚氮(N2O)催化分解反应中最有潜力的催化剂,面临着反应温度过高、抗杂质气体性能差等问题。在微观结构上对Co3O4催化剂进行设计,采用酸性环境对Co3O4表面进行适当刻蚀,制备富有缺陷的Co3O4催化剂以提高其催化分解N2O的性能。结果表明,采用0.2 mol/L硝酸,在室温下对Co3O4处理1 h后所得到的0.2MCo3O4-N催化剂活性最佳。N2O的完全催化分解温度由单纯Co3O4的475℃降低至0.2MCo3O4-N的400℃。经硝酸处理后,0.2MCo3O4-N表面产生大量缺陷位点,且比表面积也比未处理前增加1倍,具有一定的介孔结构,孔径约为5.6 nm。由于缺陷位的产生,催化剂表面的Co—O键被弱化。此外,所得催化剂具有很好的催化稳定性,在5% O2和100 μL/L NO杂质气体共存于反应气的条件下,该催化剂在400℃持续反应10 h后,催化性能几乎没有降低。
采用一步油浴法制备了Ni掺杂的a-MoSx的催化剂(Ni-a-MoSx),并将其用于诺氟沙星(NOR)的降解。结果表明,在最优条件下,2% Ni-a-MoSx活化过氧单硫酸盐(PMS)体系中对诺氟沙星(NOR)30 min内的降解效率达到94.21%。这是由于大量的Mo4+位点导致电荷分布重新排列,促进了更多的电子转移,显著增强了PMS活化能力。牺牲剂和EPR实验表明,单线氧(1O2)是体系中NOR降解的主要活性物种。DFT计算发现,PMS在Ni-a-MoSx表现出更低的吸附能垒,这有利于缩短电子转移途径和促进PMS解离。同时,2% Ni-a-MoSx较小的阻抗表明了其强电子转移能力。此外,在不同污染物和连续的循环降解实验中,2% Ni-a-MoSx具有高效的催化性能和稳定的结构。
采用等体积浸渍法制备了不同Mn掺杂的CoCuMnx/Al2O3催化剂,研究Mn助剂对催化剂的结构及其催化性能的影响。利用XRD、XPS、SEM、BET、H2-TPR和CO2-TPD等表征手段对该系列催化剂进行表征。结果表明,Mn不仅起到了结构助剂的作用,分散催化剂中其他金属活性组分,而且催化剂表面的Co和Mn原子之间还存在电子的转移及相互作用。Mn助剂有助于分散金属活性相,增加中强酸和强酸性位点,增加CO2分子的吸附和活化能力,有效提高了催化活性。当Mn摩尔分数为1时,CoCuMn1/Al2O3催化剂在300℃、3 MPa、4 800 h-1反应条件下,CO2转化率为46.9%,CO选择性为2.2%,CH4选择性为95.2%,因此,通过精确控制Mn的添加量可以有效调控催化剂结构,进而实现CO2加氢甲烷化的优异催化活性。
针对现用水基钻井液降滤失剂抗温耐盐能力不足的问题,以N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、磺酸甜菜碱(SPE)、烯丙基聚氧乙烯醚(APEG-2400)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为单体,采用水溶液聚合方式合成了一种抗温耐盐水基钻井液降滤失剂DASAN。通过单因素法对合成条件进行优化,利用傅里叶红外光谱仪和凝胶色谱仪确定了聚合产物的分子结构及分子质量;通过热重分析仪分析了DASAN的热重稳定性。结果表明,在DASAN质量分数为1.5%,200℃老化后,滤失量为8.6 mL;在36% NaCl和1.0% CaCl2的盐水泥浆中滤失量分别3.7 mL和7.3 mL,同时耐复合盐方面也有优良的性能。通过形貌、Zeta电位和粒度分析表明,DASAN能有效地提高滤饼质量,增强静电稳定性和降低黏土颗粒大小,以此达到降滤失的效果。
采用水热法合成了W-Nb2O5/C纳米复合材料,利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等测试技术对该材料的形貌和结构进行了表征,最后研究了其电化学性能。结果证明,5% W-Nb2O5/C-9复合材料电化学性能最佳,在0.01~3 V的电压区间、100 mA/g的电流密度下,100周循环以后放电比容量仍有191.0 mA·h/g,容量保持率为70.2%;在500 mA/g的电流密度下,循环500周后放电比容量仍有130.7 mA·h/g。W6+掺杂可以提升电极材料的比容量,碳复合可以增强Nb2O5纳米片材料的电子电导率,使得该材料表现出良好的循环性能和倍率性能。
针对磁性破乳剂存在表面改性层易脱落从而导致回收性能差的问题,提出了在Fe3O4纳米颗粒表面仿生改性接枝聚醚表面活性剂的解决方案。对比了聚多巴胺改性Fe3O4(Fe3O4@PDA)以及聚多巴胺仿生粘附聚醚改性Fe3O4(Fe3O4@PDA-EDEP)两种磁性破乳剂的破乳效果,并研究了磁性破乳剂浓度、破乳时间和破乳温度对其破乳效果的影响。研究表明,当Fe3O4@PDA-EDEP用量为600 mg/L、破乳时间为80 min以及破乳温度为60℃时,其破乳效率最高,可达99.55%。此外,对Fe3O4@PDA和Fe3O4@PDA-EDEP进行回收实验,Fe3O4@PDA-EDEP前8次的破乳效率均在99%以上,证明其具备优异的循环利用性以及破乳效率。
以工业废渣高炉镍铁渣为原料,在NaOH和水玻璃活化条件下,制备具有丰富孔道结构的地聚合物多孔材料,并用于吸附废水中的Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)。考察了吸附剂投加量、溶液pH、不同接触时间和金属离子初始浓度以及温度对吸附效果的影响。相关表征及吸附结果显示,高炉镍铁渣地聚合物多孔材料在pH分别为5、5、1时,Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的去除率可达91.3%、93.1%、96.5%。吸附动力学和等温线结果表明,高炉镍铁渣基地聚合物多孔材料对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附过程符合拟二级动力学模型,对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合一级动力学模型,且吸附过程都符合Langmuir模型,表明高炉镍铁渣基地聚合物多孔材料表面吸附Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)过程以单分子层吸附为主。
基于IrO2电极构建电活化过二硫酸盐(PDS)体系,实现对盐酸四环素(TCH)的高效降解。研究了电活化工艺参数和典型水体背景组分对TCH降解的影响,并明确了产生的主要活性物质。结果表明,电流密度为30 mA/cm2、PDS浓度为 5 mmol/L、搅拌速率为400 r/min、TCH初始质量浓度为50 mg/L时,电解3 h可实现TCH降解率75.84%。Cl-显著促进TCH降解,而 、 和 等均有一定的抑制作用。自由基淬灭实验和动力学数据表明,硫酸根自由基(SO4·-)、羟基自由基(·OH)和单线态氧(1O2)是体系产生的主要活性物质,尤其是 1O2,对TCH降解的贡献率为64.03%。
以火炸药废水为研究对象,验证了电催化技术对其处理效能。结合污染物光谱特性、分子组成及生物毒性等特征变化,从微观层面揭示其“减污降毒”机制。结果表明,Ti/TiO2-NTs/SnO2-Sb-Nd-Pt电极对NB、COD、TN的去除率分别为91.5%、84.1%和41.1%,去除1 kg NB和1 kg COD所需能耗分别为140.4 kW·h和58.2 kW·h,显著低于Ti/PbO2系电极。废水中的硝基单环芳烃首先被还原为苯胺,随后被氧化为偶氮氧苯和4-苯偶氮基苯酚,最终开环、断链直至矿化。硝基双环芳烃则通过断链生成硝基单环芳烃,再经历类似的降解过程,显著降低了废水毒性,提高了废水可生化性,半效应浓度(EC50)由8.8%升至71.2%,BOD5/COD由0.048提高至0.211。
采用蒸氨法制备了不同Zn含量的CuZn/SiO2系列催化剂,用于丙二酸二甲酯(DMM)加氢制1,3-丙二醇(1,3-PDO)的反应,并通过XRD、H2-TPR、N2物理吸附和XPS等表征对催化剂构效关系进行了初步研究。引入Zn破坏了部分层状硅酸铜结构,促进了CuO的生成和分散,提高了1,3-PDO的选择性。Zn、Cu及Si之间的相互作用改变了铜物种的电子状态,还原后催化剂上Cu+/(Cu++Cu0)比值关系为Cu/SiO2>CuZn1/SiO2>CuZn2/SiO2。在反应温度为170℃、压力为4.0 MPa、氢酯比为250、DMM质量空速为0.15 g/(gcat·h)的条件下,CuZn1/SiO2催化剂性能最优,DMM转化率为97.9%,1,3-PDO选择性达67.4%,适宜的Cu+/(Cu++Cu0)比值有利于酯加氢活性和反应选择性。
提出了一种基于污泥水热碳化的炭产品制备系统,在处理污水污泥的同时实现了水热炭产品的制备,实现了污泥污水的资源化利用。通过水热碳化、机械脱水、热干燥3个过程将污水污泥转化为水热炭产品,与传统直接干燥法相比具有显著优势,不仅进一步降低了水热炭产品的含水量且分离了有害物质,提高了产品燃烧性能。采用Aspen Plus软件对该系统处理污水污泥制备水热炭产品的过程进行热力学建模,并对仿真结果进行能量分析与经济性分析。结果表明,系统制备水热炭产品能量利用效率为52.01%,系统的投资回收期为2.73年,净现值达到229 092.12万元,具有较高的能量利用效率与经济性。
甘肃省某合成橡胶厂硬胶废水预处理工程建设规模为30 m3/d,进水COD为3 500 mg/L,拉开粉含量为350 mg/L。通过实验室小试进行了各因素对去除性能影响实验,结果表明,当初始pH=8,臭氧产量1 kg/(h·m3),臭氧浓度20 mg/L,反应时间60 min时,臭氧氧化工艺可以满足出水COD≤1 300 mg/L,拉开粉含量≤50 mg/L的要求。通过优化最佳工艺运行和装置参数,结合工程投资和运行成本,确定工艺方案为:收集+隔渣调节+溶气气浮+粗滤+超滤+臭氧接触氧化。新建装置出水监测合格后通过泵提升提至一级污水系统进一步处理,具有较好的推广应用价值。
通过对异构化装置的工艺流程改造,利用原装置原料轻石脑油、戊烷油、抽余油实现正戊烷、异戊烷、戊烷发泡剂、正己烷、异己烷的工业生产。工业试验结果表明,通过原异构化装置工艺流程改造,在脱异戊烷塔利旧、脱异己烷塔利旧,异构化稳定塔改造至塔径ϕ2 200 mm,塔盘数增加至65块的前提下,所生产的异戊烷产品质量符合HG/T 5613—2019《工业用异戊烷》。所生产的正戊烷产品质量分数可达99%,戊烷发泡剂满足GB/T 22053—2008《戊烷发泡剂》,正己烷满足GB/T 17602—2018《工业己烷》,异己烷满足HG/T 5612—2019《工业用异己烷》。此技术可提高产品的附加值,实现资源的合理配置。
为了查明含金硫铁矿在碱性环境下化学氧化过程中金硫自配位溶金机理,需要准确测定浸出过程中硫的转换形态以及各形态的含量。由于碱性浸金体系中含硫化合物本身不稳定,相互之间会发生反应,所以需要建立一种能同体系、快速测定这些离子方法。采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定浸出液中全硫含量,用离子色谱仪测定浸出液中S2 、 、 3种离子的含量,用全自动流动注射分析仪—硫化物检测仪测定S2-含量;用差减法计算出 (x>1)的含量。结果表明,S2 、 、 、S2-和总S( 计)5种离子的线性关系良好,线性相关系数(R)为0.999 5~0.999 9;样品的加标回收率为 93.6%~108.1%,精密度为0.7%~3.4%。该方法能快速测定同一溶金体系中多种含硫离子,可作为含金硫铁矿在碱性环境下浸出过程中硫的转换及各形态含量的测定方法。
针对酰胺醇类药物在鸡蛋中的残留检测问题,研究开发了一种基于基质配制曲线的外标法,以克服GB 31658.20标准中内标法成本高、线性不佳的缺点。采用乙酸乙酯与氨水的混合溶液作为提取剂,对样品进行处理,结合混合强阳离子交换固相萃取技术进行净化。并运用超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)进行检测。实验结果显示,该方法在鸡蛋基质中对氯霉素、氟苯尼考、甲砜霉素和氟苯尼考胺这4种化合物均表现出良好的线性关系(r>0.99)。该方法的检测限和定量限分别低至0.024~0.096 μg/kg和0.080~0.32 μg/kg,均低于当前的国家标准。通过加标回收实验进一步验证,平均回收率为78.25%~96.70%,相对标准偏差在2.0%~8.7%之间。该方法适用于鸡蛋中酰胺醇类药物及其代谢物的筛查和定量分析,为食品安全检测提供了一种准确、可靠且经济的解决方案。