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本期目录
2009年 第60卷 第S1期 刊出日期:2009-12-30
    综述与专论
    构建中国液化天然气产业法规标准体系
    邢云
    化工学报. 2009, 60(S1):  1-10. 
    摘要 ( 1015 )   PDF (571KB) ( 839 )  
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    广东大鹏液化天然气项目第一期工程正式投产,标志着中国规模化进口液化天然气时代的到来。液化天然气产业法规标准体系在液化天然气产业中占有十分重要的地位和作用。新产业如何依据国家法律法规、参照国际标准、建立我国专业标准、配套建立行业和企业标准,最终构建液化天然气工程建设法规标准体系是作者在多年工作中一直探索的课题。我国液化天然气产业走向纵深和成熟,有待液化天然气法规标准体系的建立和完善。

    液化天然气场站安全技术标准规范及发展动态
    皇甫立霞, 郭开华
    化工学报. 2009, 60(S1):  11-15. 
    摘要 ( 890 )   PDF (426KB) ( 437 )  
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    通过分析液化天然气(LNG)场站危险性和安全问题,结合近几年跟踪国内外与LNG场站设置密切相关的安全技术标准规范和更新情况,根据NFPA 59A的最新修订版的更新内容,分析全球LNG安全性标准的发展态势,对完善我国LNG标准体系和相关标准的制修订,推动我国LNG产业健康安全有序地发展,与国际LNG接轨有着重要的意义。

    国际LNG产业合作趋势与海外策略
    梁永宽
    化工学报. 2009, 60(S1):  16-21. 
    摘要 ( 920 )   PDF (1076KB) ( 454 )  
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    在LNG产业链中,长期合同是上下游贸易与合作的基础。通过分析目前LNG上游的合作开发,结合广东大鹏LNG项目的成功经验,指出相互持股、联合开发是LNG长期合同履行的关键保障,并从经济学理论中的资产专用性角度,解释LNG产业贸易模式存在的合理性。提出通过资本渗透和股权收购,建立关系合同是国内能源企业扩大海外业务的一种战略选择。

    浮式LNG气化和接收终端的发展及其对我国LNG进口的启示
    叶东升, 贾铁英, 牛东翔
    化工学报. 2009, 60(S1):  22-26. 
    摘要 ( 781 )   PDF (794KB) ( 355 )  
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    对浮式LNG气化和接收终端的发展和已运营项目的现状做了介绍,并根据浮式LNG气化和接收终端的特点,提出我国可运用浮式终端技术,满足部分市场的短期和季节性需求的探讨意见。

    浮式LNG生产储卸装置关键设计技术对比分析
    巨永林, 顾妍, 李秋英
    化工学报. 2009, 60(S1):  27-34. 
    摘要 ( 711 )   PDF (768KB) ( 643 )  
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    海上石油伴生气的液化及储存是一个复杂的系统工程,对装置有特殊的要求,主要体现在:狭小空间场地、海浪和船体的晃动对设备的影响、海上LNG储槽中液体晃动的安全问题、LNG从FPSO向运输船的安全卸载外输方式等。根据我国南海海域的自然条件及油田伴生气源组分特点,作者对浮式LNG生产储卸装置的关键技术进行了一系列的研究,包括FPSO总体方案、净化流程工艺、液化流程工艺、LNG储存、LNG卸载运输、FPSO动力、安全与平面布局等,取得了一定进展,本文对上述问题做了扼要阐述和介绍。

    液化天然气、管道天然气与煤制天然气的比较分析
    王小伍, 华贲
    化工学报. 2009, 60(S1):  35-38. 
    摘要 ( 1311 )   PDF (379KB) ( 609 )  
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    采用LCA方法对煤制天然气方案及其替代方案(俄罗斯进口管道天然气以及澳大利亚进口液化天然气)进行了评价,揭示了煤制天然气全生命周期各环节的环境效应。3种方案中,煤制天然气的CO2等环境排放最高。煤制天然气对原材料价格的承受能力低下,随着褐煤价格的上涨,煤制天然气项目的经济性将受到较大的挑战。

    热力学
    浮式海上油田伴生气液化流程设计与分析
    李秋英, 巨永林
    化工学报. 2009, 60(S1):  39-43. 
    摘要 ( 866 )   PDF (631KB) ( 457 )  
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    针对南海某油田伴生气的气源组分和特点,设计了无预冷的混合制冷剂液化流程(MRC)和氮膨胀液化流程,在储存条件相同而且产量相同的情况下,分析比较了两种液化流程的性能参数和流程布局。结果表明,氮膨胀液化流程功耗高于MRC流程,但是流程装置简单紧凑,占地面积小,对气源条件变化有较好的适应性,操作安全可靠,对装置晃动不敏感,开停机迅速方便,对气源条件变化有较好的适应性,是比较适合于海上油田伴生气的液化流程。本文还对氮膨胀液化进行了火用分析,指出了流程中火用损失较大的设备。

    海上天然气液化概念中固态相的影响

    张隆满,SOLBRAA Even
    CIESC Journal. 2009, 60(S1):  44-49. 
    摘要 ( 723 )   PDF (560KB) ( 176 )  
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    传递现象
    C3/MRC液化流程中原料气成分及制冷剂组分匹配
    赵敏, 厉彦忠
    化工学报. 2009, 60(S1):  50-57. 
    摘要 ( 1006 )   PDF (776KB) ( 365 )  
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    针对两种代表性原料天然气No.1和No.2,利用Aspen HYSYS流程模拟软件对C3/MRC天然气液化流程进行了动态模拟,考虑了混合制冷剂高低压变化、混合制冷剂组分改变,通过模拟研究获得了混合制冷剂各个组分N2、CH4、C2H6及C3H8在制冷系统中的不同作用,同时获得了制冷剂组分与混合制冷剂高低压以及原料天然气cp-T之间的依赖关系,全面动态地展示了制冷剂各组分在C3/MRC流程中的影响和作用。在此基础上,又对比了原料天然气No.1和No.2在不同混合制冷剂高低压下C3/MRC流程的能耗指标。研究结果表明:原料天然气的cp-T关系是决定整个C3/MRC流程能耗高低的关键因素,而混合制冷剂的组分或高低压的选择则对系统能耗影响较弱。混合制冷剂的组成及其高低压力的选择应根据原料天然气的cp-T关系进行合理选取,以确保流程设计更为合理。

    LNG储罐分层涡旋事故的热对流特性
    王海蓉
    化工学报. 2009, 60(S1):  58-62. 
    摘要 ( 1144 )   PDF (734KB) ( 346 )  
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    不同密度的LNG液体在储槽内会形成稳定分层。本文根据相似性定律,分析了盐水模型与LNG分层的相似性条件,建立了LNG储罐分层模拟实验台,以模拟LNG储罐中分层时的密度场、外热源场。通过分层形成条件实验和不同漏热条件下的分层破环实验,描述了分层涡旋事故的演化过程,得到了分层形成的条件、破坏机理,涡旋产生的原因及其时间预测,并讨论了初始密度差、分层高度和漏热等因素对分层涡旋事故的影响。

    竖直圆管内超临界甲烷冷却换热数值模拟
    杜忠选, 林文胜, 顾安忠, 辜敏
    化工学报. 2009, 60(S1):  63-67. 
    摘要 ( 799 )   PDF (565KB) ( 441 )  
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    应用Lam-Bremhorst低雷诺数湍流模型对超临界甲烷在竖直管内的冷却传热进行了数值模拟,研究了质量流量、热通量、流动方向及密度变化对传热系数的影响。结果表明,竖直圆管内超临界甲烷冷却传热系数随质量流量的增加而增加;在似气体区传热系数随热通量的增大而增加,而在似液体区热通量对传热系数几乎没有影响;流动方向在似气体区对传热系数几乎没有影响,而在似液体区上升流的传热系数大于下降流的传热系数;密度变化在似气体区使传热系数增加,而在似液体区使上升流的传热系数增加,使下降流的传热系数减小。

    催化、动力学与反应器
    Ni-Rh/Al2O3催化剂上甲烷-氘化氢间的氢氘交换性能
    韩军, 任兴碧, 官锐, 胡胜, 熊亮萍
    化工学报. 2009, 60(S1):  68-72. 
    摘要 ( 620 )   PDF (429KB) ( 203 )  
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    采用Ni-Rh/Al2O3催化剂,在固定床微型反应器上考察了Ni-Rh/Al2O3催化剂对甲烷的氢氘交换的催化性能。结果表明,在进料组成不变的条件下,当温度低于692K时,甲烷的转化率随温度的升高而快速升高,当温度高于692K时,甲烷的转化率不随温度的升高而变化;当温度低于692K时,甲烷的转化率随反应物流量的增加而明显减小,当温度高于692K时,甲烷的转化率基本不随温度和反应物流量的变化而变化;在反应物总流量不变的条件下,当HD/CH4流量比为1.1~2.5时,甲烷的转化率随着HD/CH4流量比增加而减小。

    分离工程
    利用LNG冷能的轻烃分离高压流程
    高婷, 林文胜, 顾安忠
    化工学报. 2009, 60(S1):  73-76. 
    摘要 ( 939 )   PDF (399KB) ( 470 )  
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    利用LNG冷能能以较低的能耗分离回收其中高附加值的C2+轻烃资源,同时实现LNG气化,是LNG冷能利用的有效方式。本文提出一种新型的利用LNG冷能的轻烃分离流程,脱甲烷塔在较高的压力下运行,从而分离出的富甲烷天然气能以较低能耗压缩到管输压力;脱乙烷塔在常压下运行,可以直接得到常压液态乙烷及LPG产品,方便产品的储运。脱甲烷塔中再沸器的热耗由燃气提供,经计算只需消耗1%左右的天然气;脱乙烷塔中冷凝器所需的冷量由LNG提供。该流程轻烃回收率可达90%以上,其中乙烷回收率可达85%左右。以某气源组分为基础,考察了乙烷含量和乙烷价格变化对装置经济性的影响,结果表明,使用该流程进行轻烃回收效益可观。

    甲烷在成型前后活性炭上吸附的初步试验
    郑青榕, 蔡振雄, 陈武, 戴乐阳, 廖海峰
    化工学报. 2009, 60(S1):  77-82. 
    摘要 ( 721 )   PDF (932KB) ( 386 )  
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    通过对比试验,分析成型对活性炭储存甲烷特性的影响。首先,应用丙烯酸甲酯乳胶黏合剂对活性炭SAC-02成型,在温度区间268.15~338.15 K、压力范围0~15 MPa测试甲烷的吸附等温线;通过确定吸附量和等量吸附热,比较甲烷在成型前后活性炭上的吸附平衡。其次,测试储罐吸附床中心在室温、4个压力(6.5 MPa、5.5 MPa、4.5 MPa和3.5 MPa)下快速充放气过程的温度变化,分析成型对吸附过程热效应的影响。结果表明,成型活性炭的密度增大、比表面积减小、单位质量吸附剂上的甲烷吸附量减小;甲烷在成型前后活性炭上的等量吸附热均处于13~20.5kJ·mol-1;成型活性炭吸附床中心温度在充放气过程中的变化幅度和变化速率均增大。比较试验结果时发现,选用黏合剂成型须综合考虑其对吸附床热导率、传质阻力及吸附剂微观结构的影响。

    过程系统工程
    含滞后及不确定参数动态过程系统的定量优化方法与应用
    黄卫清, 李秀喜, 钱宇
    化工学报. 2009, 60(S1):  83-89. 
    摘要 ( 770 )   PDF (520KB) ( 181 )  
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    许多动态化工系统含有不确定参数。当含不确定参数的过程系统又带有滞后环节时,系统的优化问题就变得非常复杂。对含不确定参数的化工系统的动态过程进行优化,若未考虑滞后环节对动态优化结果的影响,不能保证系统实际操作的优化及安全运行。本文采用改进的有限元正交配置优化算法,较好地解决了含有滞后、不确定参数的化工过程的动态优化问题。最后将一个具有循环返料的反应-分离器系统以及一个绝热反应釜作为案例对该优化方法的应用进行分析,根据案例的研究验证了该优化方法的有效性,从而为含有滞后、不确定参数的动态系统的设计和操作性能优化提供一种有效的定量分析方法和理论依据。

    能源和环境工程
    用于PEMFC的天然气水蒸气制氢系统
    代磊, 李明, 胡鸣若
    化工学报. 2009, 60(S1):  90-94. 
    摘要 ( 732 )   PDF (642KB) ( 299 )  
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    针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的应用要求,开发了一个包括天然气水蒸气重整、CO变换和变压吸附净化的制氢工艺过程,并着重对重整反应和变压吸附的操作条件进行了实验研究。考察了温度、空速和水碳比对重整反应的影响,得到适宜的工艺操作条件,实验结果表明:温度650℃、水碳比6、空速42h-1时,氢气含量为70.21%,甲烷转化率为77.41%;分析了温度、流速对变压吸附脱除CO效果的影响,结果表明:在0.2MPa、40℃和吸附、脱附时间120s的条件下,产品气中CO浓度接近于1×10-6,经过多次循环后产品气质量稳定,可以连续获得满足80W质子交换膜燃料电池要求的高纯度氢气。

    液化天然气接收终端小型实验装置流程设计
    张小斌, 彭世垚, 梁静华
    化工学报. 2009, 60(S1):  95-99. 
    摘要 ( 658 )   PDF (791KB) ( 451 )  
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    海上进口液化天然气(LNG)运输船到达后,通过接收终端卸载、储存、汽化后输送给用户。浙江大学制冷与低温研究所与中石油管道研究中心合作,设计了一套额定流量为2m3·h-1的LNG接收终端小型实验装置,用于模拟终端运行重要功能和操作特性,包括卸载、储存及汽化过程,同时可提供一般LNG流动特性、分层流动、低温阀门检测、天然气泄漏危险的评估。本实验装置考虑LNG冷能利用实验对装置的扩建需求。通过运行该模拟装置,可以掌握LNG接收终端的操作规律,并对控制、安全等方面积累实际经验。本文给出了该实验装置流程设计和AspenPlus数值模拟结果。

    小型LNG装置的模块化撬装工艺技术
    曹文胜, 鲁雪生, 林文胜, 顾安忠
    化工学报. 2009, 60(S1):  100-105. 
    摘要 ( 827 )   PDF (467KB) ( 513 )  
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    以中原油田文23气田1号集气站外输气为例,对小型LNG装置的模块化撬装进行了工艺技术研究,采用特有的模块化复合吸附工艺和SP-MRC混合制冷工艺,得到天然气净化与液化相耦合的全流程节点的温度、压力、摩尔焓、摩尔熵、摩尔流量、气相分率和气液两相组分的摩尔分数。结果表明:LNG回收率>90%,该装置的能耗成本仅为0.379 kW·h·m-3,相当于0.19元·m-3天然气。

    移动式LNG加注技术
    罗东晓
    化工学报. 2009, 60(S1):  106-109. 
    摘要 ( 806 )   PDF (573KB) ( 621 )  
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    基于移动式LNG加注技术的装置,除能够完成常规的LNG加注站职能外,还能够为瓶组用户提供“液相充装”,及向管网供应气相天然气用于应急供气或调峰,随时随地提供“贴身”是其特色。本文介绍了移动式LNG加注装置的工艺流程、基本工作原理、设备选型及操作要领,提出了完整的技术解决方案和有益效果。

    中国首艘LNG运输船岸站试气及消耗气量计算
    魏光华, 肖红媛, 朱晓华
    化工学报. 2009, 60(S1):  110-117. 
    摘要 ( 896 )   PDF (542KB) ( 620 )  
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    “大鹏昊”是中国生产制造的第一艘LNG船,其在中国第一个LNG接收站——广东大鹏液化天然气有限公司的LNG接收站完成试气工作,在LNG行业具有重大的历史意义。本文对“大鹏昊”的试气背景、试气工艺流程、试气工作、试气消耗气量计算等方面进行了介绍,对试气过程的经验进行了总结,具有一定的参考意义。

    LNG贸易计量与交接
    梁尚煊, 叶东升
    化工学报. 2009, 60(S1):  118-121. 
    摘要 ( 853 )   PDF (632KB) ( 959 )  
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    LNG贸易按热值进行交接和结算,根据不同的贸易条款项下的交付条件及双方约定的适用国际或行业标准计算出的热值以及按照贸易合同中规定的计价公式算出的单价(现货有时也使用固定价格)为结算依据进行交接。本文将就货物计算的通常模式和相关货物文件进行简要介绍。

    材料化学工程与纳米技术
    戊二醛对壳聚糖-聚醚水凝胶溶胀动力学的影响
    吴国杰, 张燕, 崔英德
    化工学报. 2009, 60(S1):  122-126. 
    摘要 ( 892 )   PDF (874KB) ( 936 )  
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    以壳聚糖和聚醚为原料、戊二醛为交联剂合成了壳聚糖-聚醚水凝胶。研究了壳聚糖-聚醚水凝胶溶胀机理,探讨了戊二醛浓度对该水凝胶的溶胀度、溶胀速率和溶胀动力学的影响。结果表明,戊二醛浓度不仅是影响水凝胶溶胀度的主要因素,随着戊二醛浓度的增大,壳聚糖-聚醚水凝胶的溶胀度逐渐减小,而且影响其溶胀动力学类型,当戊二醛浓度为0.107 mol·L-1,该水凝胶的溶胀过程属于Fickian类型,当戊二醛浓度为0.320、0.533 mol·L-1,其溶胀过程属于non-Fickian类型。

    麦饭石无机抗菌剂的制备及性能
    籍凤秋, 任书霞, 王建雷
    化工学报. 2009, 60(S1):  127-130. 
    摘要 ( 711 )   PDF (725KB) ( 233 )  
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    以麦饭石为载体、Ag+和Zn2+为抗菌离子,通过液相离子交换反应,制备载银锌的麦饭石无机抗菌剂。采用抑菌率对所得产物的抗菌性进行检测,采用XRD、SEM对产物的结构与形貌进行表征,并采用缓释法对产物的耐久性进行研究。实验结果表明:在反应时间为4 h,反应温度为60℃,Ag+和Zn2+浓度分别为0.1、2 mol·L-1,pH值为8的条件下,制备的麦饭石抗菌剂具有优异抗菌性和耐久性。抗菌机理初步分析为通过离子交换或吸附进入麦饭石结构内的Ag+和Zn2+能从载体中持久缓慢地释放出来,与细菌细胞作用,杀灭细菌,从而保持该抗菌剂良好的抗菌能力。