《普光气田加氢催化剂机器人卸剂先导性试验成功》

  • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2023-07-12
  • 7月5日,普光气田加氢催化剂机器人卸剂先导性试验成功,该试验创新采用“机器人+机械臂”卸剂新技术,利用卧式反应器专用卸剂机器人,科学设计机械臂活动半径,大幅提高催化剂卸剂效率,有效降低卸剂无氧作业风险。

    在普光气田,全面提升检维修能力水平,安全是前提,质量是根本。为不断提升检修风险管控能力和组织效率水平,创新应用机械化、智能化、自动化技术手段逐步成为未来的发展趋势。近年来,普光分公司在智能化、自动化技术的尝试、推广上极为重视。

    “加氢反应器属于高温低压设备,催化剂为硫化态,在生产运行过程中,会出现比表面积下降等现象,影响克劳斯尾气加氢反应和水解反应效果,所以我们需要在检修期间对催化剂上床层进行撇头作业。装置停工后反应器内为无氧环境,催化剂撇头还在无氧有毒环境中进行。”该厂副厂长周健说,以往卸剂工人需要携带便携式气瓶和双路供气系统的长管空气呼吸器进入容器内进行作业,作业空间狭小,卸剂期间灰尘较大,视线不好,从而导致卸剂效率低,人工卸剂也存在人身安全隐患。

    为降低无氧作业风险,2022年,该厂积极了解当前国内卸剂设备使用情况,结合联合装置生产实际情况以及卸剂作业存在的各种风险,分析研判采用抽吸式卸剂机器人较为合理。今年上半年,该厂首次在第六联合装置检修中开展履带式卸剂机器人先导性试验,首次解决卸剂设备在容器内行进困难问题,改履带式为机械臂式,同时在机械臂前段增设摄像头,设计出较为合理的机械臂式卸剂机器人。

    今年,按照普光分公司天然气净化厂第三联合装置检修总体部署,本次检修期间,要对第三联合一系列加氢反应器中加氢催化剂进行全部更换。7月5日,在该厂第三联合装置尾气处理单元中,相关技术人员将机械臂式卸剂机器人在反应器人孔安装并调试完成后,机械臂缓缓展开至反应器内作业面进行作业,不仅成功规避了人工在罐内卸剂的施工风险,还大大提高了催化剂卸剂效率。

    据悉,下一步,普光分公司将做好“机器人+机械臂” 催化剂卸剂新技术的推广应用,探索推进容器清淤机械化作业,最终实现本质安全,确保装置长周期安全高效运行。

  • 原文来源:https://gas.in-en.com/html/gas-3675453.shtml
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    • 研究机构与人员: 日本东北大学(Tohoku University)的研究人员,包括Heng Liu和Anquan Zhu等,致力于高效氢生产催化剂的研究。 主要研究内容: 研究团队开发了一种高稳定性的催化剂,该催化剂在实际应用中具有可行性。他们研究了一个复杂的化学和电化学过程,称为“重构”,这一过程在催化过程中会改变催化剂前体的特性,从而影响其催化活性。重构受多种因素影响,包括前催化剂和电解质的性质、电化学诱导方法或反应温度,这使得识别精确的重构机制变得困难。 研究团队发现,通过应用电位可以控制前催化剂的表面结构转变,这伴随着前催化剂中固有物种向电解质的蚀刻。催化剂的重构和改变的电解质以增强性能的方式改变了整个催化系统。他们开发的Co2Mo3O8前催化剂经过电位依赖的重构,创建了电化学稳定的Co(OH)2@Co2Mo3O8催化剂。 产生的效果: 该催化剂在氢生成方面实现了对可逆氢电极(RHE)的法拉第效率达到99.9%,并且能够保持稳定超过一个月。这种高效的催化剂适合工业应用,并且能够长时间储存。 发表的期刊: 研究成果发表在《自然通讯》(Nature Communications)期刊上,文章标题为“Rational design of precatalysts and controlled evolution of catalyst-electrolyte interface for efficient hydrogen production”,DOI: 10.1038/s41467-025-57056-6。  
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    • 来自材料牛 一、 导读        近年来,在CO 2 氢化生成能量密集型碳氢化合物分子(HCs)的催化反应中,以CO 2 加氢而不产生H 2 为特征的电催化CO 2 还原反应(CO 2 RR)备受关注。铜(Cu)可以高效的催化HCs(特别是C2+)形成的元素,因为它对氢(ΔE H )和羰基(ΔE CO )的结合能都是最佳的,而ΔE H 和ΔE CO 是CO 2 RR过程中普遍存在的中间体。目前,研究发现金属合金化是一种广泛采用的加速CO 2 RR同时合理抑制竞争性析氢反应(HER)的策略。不幸的是,大多数非贵金属组成的Cu合金催化剂通过削弱ΔE CO 从而表现出更倾向甲酸盐或CO生成的选择性。因此,违背了使用 Cu 作为催化金属以实现CO 2 深度加氢的最初目的。目前,部分研究学者提出通过在元素周期表中加入位于Cu左侧的铂族金属(PGMs)来直接解决上述限制问题,因为铂族金属将为CO提供大量的结合能。然而根据动力学分析表明,HER在PGM基团上的反应仍然比CO 2 RR要快的多。因此,从设计PGM-Cu催化中心本身的角度出发,合理设计一种PGM-Cu界面的替代结构实现通过CO 2 RR高效且选择性地生成HCs,并从本质上限制了HER是CO 2 RR最关键的研究之一。 二、 成果掠影    近日,克莱姆森大学Ming Yang和马萨诸塞大学FangLin Che等人提出了一种巧妙的设计,将原子分散的铂族金属物种锚定在多晶和形状可控的Cu催化剂上(PGM 1 -Cu SAAs),该催化剂能通过CO 2  RR来高效的催化碳氢化合物的形成。相关的研究成果以“Dual-site catalysts featuring platinum-group-metal atoms on copper shapes boost hydrocarbon formations in electrocatalytic CO 2 reduction”为题发表在Nature Communications上。 三、 核心创新点 1、通过一种巧妙设计成功合成出多晶和形状可控的Pt 1 Cu单原子合金(SAAs)纳米催化剂。 Pd 1 Cu SAA 能高效通过 CO 2  RR 轻松地形成CH4和 C 2 H 4 ,同时抑制不必要的析氢反应的发生。值 得注意的是,具有类似金属配方但包含小铂或钯簇的合金将无法实现这一目标; 2、通过形状控制的催化剂合成、原位反应研究和DFT计算分析,当铜表面有相当数量的CO-Pd 1 基团时,CO氢化成CHO或CO-CHO偶联成为Cu(111)或Cu(100)上的主要途径之一, 另外通过Pd-Cu双位点途径选择性产生CH 4 或C 2 H 4 四、 数据概览 图1 多晶 PGM-Cu SAA 的形态和结构分析。a多晶Cu催化剂的FESEM图像及其相应的EDS元素图。b Pd 1 Cu SAA的像差校正 HAADF-STEM 图像。圆圈突出显示单原子Pd。c Pd K-edge EXAFS  ©2023 The Author(s) 图2 电催化CO 2 还原活性比较。多晶 Cu、多晶Pd 1 Cu SAA和形状受控的Pd 1 Cu SAA在不同电压(相对于RHE)下的a C 2  H 4 和b CH 4 的部分电流密度。c CO 2 还原FE% 和电流密度的比较 ©2023 The Author(s) 图3 DFT计算Pd 1 Cu SAA中单原子Pd对调节CO吸附和HER的作用。a , b分别显示CO 在Cu、Pd 1 Cu和Pd的 (100) 和 (111) 面上的吸附能。c , d是 HER 在Cu、Pd 1 Cu和Pd 的 (100) 和 (111) 面上的自由能图  ©2023 The Author(s) 图4 作为扫描电位函数的气态产物实时分析。使用a Cu NP 和 b Pd 1 Cu SAA还原CO 2 时,通过质谱仪检测的循环伏安图和实时碳氢化合物产物分布  ©2023 The Author(s) 图5 CO 2 还原过程中在Cu上的Pd对产物分布的影响。a Cube-Cu 和b Octa-Cu的SEM 图像。c多晶和形状控制的Cu纳米粒子和 Pd 1 Cu SAA的粉末 X 射线衍射图。d Pd K-edge EXAFS(阴影线)和曲线拟合(点)。e CH 4 和C 2 H 4 的FE分布 ©2023 The Author(s) 图6 形状控制的Cu和Pd 1 Cu SAA的原位ATR-SEIRAS。O 2 饱和0.5 M KHCO 3 电解质中Pd 1 Cu SAA和Cu在-0.8 V下作为时间函数收集的较高波数处的光谱a 和较低波数处的光谱b ©2023 The Author(s) 图7 Pd1Cu SAA中单原子 Pd 对反应自由能和活化能垒的DFT计算。a ?Cu(111)、Pd 1 Cu(111)和CO- Pd 1 Cu (111)上CO 加氢(H ?+ CO ?→ CHO +)的反应自由能和活化势垒以及相应的IS、TS 和 FS结构。b C-C偶联(CO  ?+ CHO  ?→ OCCHO  ?+ )在Cu(111)、Pd 1 Cu(111)和CO- Pd 1 Cu (111)上的反应自由能和活化势垒以及相应的IS、TS 和 FS结构 ©2023 The Author(s) 五、 成果启示   综上所述,这项工作提出了一种巧妙的Pt 1 Cu单原子合金 (SAAs) 纳米催化剂的策略。铂族金属虽然在传统上不利于电催化CO 2 加氢,但现在可以作为Cu基体上的合金单原子来利用,以显著地提高反应效率和选择性地产生碳氢化合物,这是许多其他铜基合金无法实现的反应目标。在汽车电气化的大趋势下,铂族金属重型汽车催化剂逐渐被淘汰,这一新发现为铂族金属催化剂应用在全球市场上提供了独特的机会。