常压干燥制备SiO2气凝胶的研究

一种气凝胶的制备方法

化学分析计量2017年，第26卷，第6期94 ［5］　方文，孙枫，范李捷，等.未硫化橡胶门尼粘度测量不确定度的评定［J］.中国石油和化工标准与质量，2010，30(9): 30–32. ［6］　JJF 1059.2–2012　用蒙特卡洛法评定测量不确定度［J］. ［7］　Wen X L, Zhao Y B. Adaptive Monte Carlo and GUM methods for the evaluation of measurement uncertainty of cylindricity error［J］. Precision Engineering, 2013，37: 856–864. ［8］　Gonzalez A，Herrador M. Evaluation of measurement uncertainty in analytical assays by means of Monte Carlo simulation［J］．Talanta，2004，64(2): 415–422． ［9］　Ferreo A, Salicone S. A Monte Carlo-like approach to uncertainty es-timation in electric power quality measurements［J］. The International Journal of Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering，2004，23(1): 119–132． ［10］　Michela Sega, Francesca Pennecchi, Sarah Rinaldi, et al. Uncertainty evaluation for the quantification of low masses of benzo[a]pyrene: Comparison between the Law of Propagation of Uncertainty and the Monte Carlo method［J］. Analytica Chimica Acta，2016，920: 10–17.［11］　Theodorou D, Zannikou Y, Anastopoulos G, et al. Coverage interval estimation of the measurement of Gross Heat of Combustion of fuel by bomb calorimetry: Comparison of ISO GUM and adaptive Monte Carlo method［J］. Thermochimica Acta, 2011, 526: 122–129. ［12］　Octavian Sima, Marie-Christine Lépy. Application of GUM Supplement 1 to uncertainty of Monte Carlo computed efficiency in gamma-ray spectrometry［J］. Applied Radiation and Isotopes， 2016(109): 493–499. ［13］　Chen Andrew, Chen Chiachung. Comparison of GUM and Monte Carlo methods for evaluating measurement uncertainty of perspiration measurement systems［J］. Measurement, 2016, 87: 27–30. ［14］　Theodoroua Dimitrios，Meligotsidou Loukia, Karavoltsos Sotirios, et al. Comparison of ISO–GUM and Monte Carlo methods for the evaluation ofmeasurement uncertainty：Application to direct cadmium measurement in water by GFAAS［J］. Talanta， 2011(83): 1 568–1 570. 一种利用离子液体合成桐油多元醇的方法 申请公布号：CN107151209A　申请公布日：2017.09.12 申请人：中国石油化工股份有限公司 摘要　本发明公开了一种利用离子液体合成桐油多元醇的方法，是将桐油、羟基化试剂、离子液体、过渡金属催化剂按比例混合，并升温至35～45℃；在搅拌条件下滴加过氧化氢溶液，控制滴加速度使反应维持在40～65℃，滴加完毕后，维持反应3～5 h；反应结束后静置分层，取上层物料进行减压蒸馏，得到桐油多元醇。本发明利用桐油的共轭双键能够提高环氧基团反应活性的特点，在环氧化的同时加入羟基化试剂，使反应体系可采用离子液体/过渡金属催化体系进行催化氧化，能够有效地避免交联副反应的发生，高效合成桐油多元醇产品。所制备桐油多元醇的羟值为120~270 mg KOH／g，酸值低于1.0 mg KOH／g，水分低于0.1%，产率高于93%，可用于制备聚氨酯材料。 一种高纯铂粉的制备方法 申请公布号：CN107150128A申请公布日：2017.09.12 申请人：江西铜业集团公司 摘要　本发明提供了一种高纯铂粉的制备方法，涉及到贵金属冶炼中铂族金属的提纯，具体步骤为以含铂氯化液为原液，进行铂耦合萃取，得到铂萃余液和铂反萃液，铂萃余液送其它有价元素回收，铂反萃液调节pH后进行氯化铵沉淀，得到沉铂液和沉铂渣，沉铂液返回萃铂原液，沉铂渣用碱性溶液浆化后还原成铂粉，还原铂粉分别用浓硝酸和去离子水洗涤后烘干，得到高纯海绵铂产品。所述的铂耦合萃取过程为原液先进行三级逆流萃铂，得到的一级反萃液调节pH后再次进行铂萃取，得到萃余液和反萃液，萃余液返回萃铂原液。与其它方法相比，本发明方法可以处理金、银、钯、铑、铱、钌等杂质含量较高的含铂液，并且铂直收率高，容易操作。 一种气凝胶的制备方法 申请公布号：CN107151019A　申请公布日：2017.09.12 申请人：徐文忠 摘要　本发明涉及一种气凝胶的制备方法，采用甘油和聚氧化乙烯为置换液，在置换槽中将凝胶前置液进行置换，形成湿凝胶，再进一步干燥，得到气凝胶。本发明的有益效果为：本发明的气凝胶的制备方法选择甘油和聚氧化乙烯为置换液，替换了正己烷和乙醇；仅使用一步置换工艺，即可得到性能及使用寿命都俱佳的气凝胶。本发明的气凝胶的制备方法，使用安全环保的原料，减少危险化学品的使用和污染排放，让气凝胶的生产更加安全、环保，同时降低生产成本，保证了生产的安全操作，减少了生产环境当中挥发性化学品的污染，提高了生产环境的空气质量，简化工艺的同时减少了污染物的排放。 一种多色低辐射玻璃的制备方法 申请公布号：CN107151808A　申请公布日：2017.09.12 申请人：哈尔滨工业大学 摘要　一种多色低辐射玻璃的制备方法，本发明涉及低辐射玻璃的制备方法。本发明要解决现有制备多色低辐射玻璃方法需要添加重金属离子作着色剂，造成环境污染的技术问题。方法：一、基底ITO玻璃的清洗；二、金属膜层的制备；三、介质层的制备。Low-E玻璃市场发展前景广阔，整个工艺过程简单，无需特殊设备和工艺。本发明在原有Low-E玻璃的制备工艺基础上进行改进，无需增添特殊的设备。本发明制备的具有多种颜色的Low-E玻璃将为建筑装饰等领域提供更为广阔的应用范围。

天然气管道干燥施工方法

天然气管道干燥施工方法 天然气管道在投产试用前进行干燥施工作业，主要是解决管道中积水问题。管道中含有水，不仅会腐蚀管道内壁和附属设备，影响天然气质量，而且在一定温度、压力作用下，还会形成水合物，严重影响天然气管道的安全平稳运行。在以往的输气管道建设中，由于忽视输气管道的干燥问题，经常出现冰堵或损坏阀门附件事故，给管道运营带来极大的安全隐患。目前，天然气管道的干燥问题逐步被各施工、运营和使用单位所重视，对管道干燥方法、工艺、施工技术的研究，必将有力推动我国管道干燥技术的全面发展。 一、天然气管道干燥的必要性 目前很多管道在投产前所进行的管道试压中，大部分采用的是水试压，这也是最安全的一种试压方式，但也为今后的管道运行留下了一定的安全隐患。在清管过程中，由于很难将管道内的积水全部清理干净，管道内部积水，对长输管道而言，危害极大。管道内残留液态水会产生以下几个方面的危害。 (1) 管道中残留的液态水是造成管道腐蚀的主要原因。天然气中的 少量酸性气体，如H 2S、CO 2 等在有水的条件下能生成酸性物质，使管道内部产生 危害较大的应力腐蚀。内部腐蚀是影响管道系统使用寿命及其可靠性的重要原因，也是引发管道事故的重要原因，因管道内部腐蚀造成的事故在输气管道事故中占很大比例。有关资料表明，苏联在1981～1990年的10年间，因内部腐蚀引起的事故有52次，占事故总数的6.9%；美国在1970～1984年的14年间，因内部腐蚀引起的事故有428次，占事故总数的7.3%。 (2) 管道中液态水是形成天然气水合物的必要条件之一。天然气水合物又称固态甲烷，由天然气与水组成，呈固体状态，其外貌很像冰雪或固体酒精，点火即可燃烧，因此有人称其为可燃冰、气冰、固体瓦斯。天然气水合物的结晶格架主要由水分子构成，在不同的低温高压条件下，水分子结晶形成不同类型多面体的笼形结构。形成水合物有两个条件，一是管道内有液态水或天然气处于水蒸气的过饱和状态；二是管道内的天然气要有足够高的压力和足够低的温度。天然气水合物一旦形成后，就会减少管道的流通面积，产生节流，加速水合物的进一步形成，从而造成管道、阀门和一些设备的堵塞，严重影响管道的安全运行。 (3) 天然气含水量上升将降低天然气质量。管道内液态水的存在会降低管道的输送能力，还会使天然气的含水量升高，从而导致天然气的质量下降，严重影响用户的正常使用。 在天然气管道投运前，应严格按照国家标准《天然气管道试运行投产规范》(GB50251—94)对天然气管道进行脱水、干燥处理，是管道内空气露点达到规定的要求。确保管道安全平稳运行，满足客户对天然气质量的要求。 二、天然气管道干燥方法的比较 对输气管道进行干燥的主要目的，是将清管扫线后残存的液滴和气态水清除掉。待管道干燥合格后还应采取必要的措施，防止湿空气重新进入管道。天然气管道干燥合格的标准是水露点小于一20C。目前，对管道干燥处理有以下4种方法，干空气干燥法(干空气加清管干燥列车)、真空泵干燥法、氮气干燥法以及脱水清管列车干燥法(天然气驱动甲醇等)。但应用于工业现场的管道干燥施工方法主要有3种，即干燥剂干燥法、真空泵干燥法和干空气干燥法。 1、干燥剂干燥法

真空常压干燥的高强度石墨烯气凝胶和形状记忆多孔复合材料

导语： 中国科学院化学研究所刘琛阳研究员课题组和澳大利亚Monash大学李丹教授课题组 利用聚合物辅助真空干燥或者常压干燥的方法制备了一种新型的弹性石墨烯气凝胶，具有优异的力学性能，与未采用聚合物辅助制备的样品相比，其压缩强度高出50-100%。 气凝胶是网络孔隙间的液体被空气代替后形成的三维网络材料。气凝胶具有密度低、孔隙率高、比表面积大等特点，自“诞生”后便被人们广泛关注。具有优异力学性能、高导电性和高导热性的石墨烯成为了构建三维气凝胶网络的最佳材料之一。在过去的几年里，材料科学家们利用模板法、自组装法、3D打印等方法成功制备出石墨烯气凝胶。 最近，具有高回弹性的石墨烯气凝胶被成功研制出，并被广泛应用于轻质结构材料、增强骨架和柔性导电材料等领域。在制备石墨烯气凝胶的过程中，研究者大多采用冷冻干燥或者超临界干燥，从而避免气液界面出现，防止产生毛细管作用力而使石墨烯网络结构坍塌。但是，这两种干燥方法需要昂贵的设备和苛刻的条件（低温+高真空或者高压），增加了石墨烯气凝胶的制备成本，限制了大规模生产。如何使用简单的干燥方式制备出具有优异性能的石墨烯气凝胶，是有待克服的难题。 中国科学院化学研究所刘琛阳研究员课题组和澳大利亚Monash大学李丹教授课题组利用聚合物辅助的方法制备了一种新型的弹性石墨烯气凝胶。该方法最大的特点是不用冷冻干燥或者超临界干燥，仅仅使用真空干燥或者常压干燥。新型石墨烯气凝胶展现出了优异的力学性能，与未采用聚合物辅助制备的样品相比，其压缩强度高出50-100%。由于该高强石墨烯网络结构可以抵御真空或常压干燥过程中溶剂挥发产生的毛细管作用力，使用该石墨烯气凝胶为骨架，通过渗透-常压干燥-交联的方法制备了形状记忆聚合物/石墨烯复合泡沫。 得益于石墨烯气凝胶骨架的低密度、超回弹、高性能和高导电等特性，低密度的形状记忆泡沫（低至18 mg cm-3）展现了优异的热致形状记忆特性。表现为高达80%的形变下，复合泡沫具有近乎100%的形变保持率和形变回复率，大大优于现有的形状记忆聚合物泡沫。

天然气长输管道干空气干燥技施工工法

天然气长输管道干空气干燥施工工法 河北华北石油工程建设有限公司 张宝林郭江波倪春江王凯黄长明 0 前言 长距离输气管道水压试验和清管后，管道内仍有少量水。在投产前如果不进行干燥，不仅引发管道内壁和附属设备的腐蚀，使所输送的产品受到污染，而且更严重的是在一定压力和温度的作用下，天然气与水结合形成结晶状水合物。在长期运行状态下，晶状水合物会越积越多，使管道截面积越来越小，摩擦阻力增大而引起输送效率的下降，最终会完全堵塞管道，形成冰堵。 国外天然气长输管道干燥技术起步较早，发展也较为迅速，但我国应用相对较晚。90年代后，随着大口径、高压、大排量天然气长输管道的建设，逐渐认识到管道干燥的必要性，并对后期建成的大型输气管道进行了干燥处理。 天然气长输管线干燥方法的多种多样，且每种干燥方法又有其优缺点，见表0-1。 表0-1 各种干燥方法的对比表 从上表可以看出，干空气法应用最多、最广。干空气法的主要优点如下： 1) 空气来源广，不受地区限制。 2) 空气无毒、无味、不燃、不爆，对环境无害，可以任意排放。 3) 既适用于陆地管道，也适用于海底管道。 4) 受管径、管道长度的影响相对最小。 5) 干燥成本低。 6) 易与管道建设和水压试验相衔接。 7) 干燥效果好，露点可达到-22℃以下。 我公司结合自身设备的技术特点，对干空气法管道干燥施工技术进行了研究，取得了较好的效果。2006年2月，《大口径输气管道干燥工艺方法研究》获华北石油管理局度技术创新二等奖。关于该项技术的论文在石油天然气安装技术中心站2006年会上被评为一等奖。

在此基础上，公司组织编制了《天然气长输管道干空气干燥施工工法》，先后在西气东输管道工程、陕京二线输气管道工程、马鞍山高压输气管道工程、西气东输冀宁联络线工程、淮武管道工程等项目中应用该项工法，累计干燥管道共计1028km，取得良好的效果。 1 工法特点 本工法有如下特点： 1) 本工法解决了使用多台小排量空压机作为空气源时，设备之间产生互相干扰而造成总排 量下降的难题。 2) 本工法解决了如何根据管道口径的大小，合理配置空压机的数量，以使干燥器生产出排 量和露点都符合要求的干空气。 3) 本工法根据不同的管段试压排水效果的不同，合理确定管道干燥施工过程中的清管及干 燥的工序流程，最大限度的提高管道干燥的进度和效果。 2 适用范围 本工法主要适用于大口径天然气长输管道的干燥施工，一般在有内涂层的管线上，管段干燥长度控制在150km以内，无内涂层的管线上管段干燥长度控制在100km以内，能达到比较好的综合效益。如遇特殊情况即：要求在站与站之间进行干燥，超过管线长度的最大极限，可考虑增加气源量以及使用耐磨损的清管器。 3 工艺原理 本工法是采用经过除油、过滤和脱水，形成露点达到-40℃的干燥纯净压缩空气,利用泡沫清管器辅助对管线进行吹扫干燥，使管道内壁附着的水分及管道低洼处积存的液态水蒸发，持续不断的使用干燥的空气进行置换，将管道内的湿空气排出管外，从而达到干燥管道的目的。 以西气东输6A标段为例，介绍本工法的工艺流程、操作要点。 4 工艺流程及操作要点 4.1 工艺流程 根据管段试压排水效果不同情况，首先发送一枚机械清管器进行初步扫水检验，并记录在此过程中的通球压力变化及通球时间；在清管器到达末端后，依据清管器的磨损情况和通出的管线内残留物来制订下一步的干燥工艺程序。 如果管段末端无明水，可发送2-3组泡沫清管器（每组2-3个泡沫清管器，每组之间最少相隔1小时）进行初步干燥。在末端每2小时测量一次露点，当露点达到-5℃以下时，发送磁力清管器；当露点达到-22℃以下时，发送带尼龙刷的清管器。然后密闭管段12小时后，测量末端露点达到规范要求后，对管线进行充气保护。 如果管段末端有明水，应继发送机械清管器，继续扫水至无明水后重复以上程序。 下面为西气东输6A标段干燥露点曲线图（见图4.1-1）：

气凝胶制备20150212

二氧化钛气凝胶制备 一、研发背景和研究内容 Ti02气凝胶兼具Ti02良好的光催化性能和气凝胶高比表面积、高气孔率、低密度等优良特性，拥有十分诱人的应用前景。其最为光催化剂可以解决以往粉末状催化剂分离回收困难等问题，还可以克服薄膜单位面积光催化剂担载量过少，无法大规模应用于污染物治理等障碍。通常的超临界干燥技术虽然很有效，可以制备出高比表面积、粒径分布均匀、大孔容的气凝胶，但是其也存在高温高压、设备昂贵、操作复杂、危险性高等不足。因此，以合理的成本，简便的设施，进行气凝胶的常压干燥制备有一定挑战性,但也具有很高的发展潜力和实用价值。有鉴于此,提出了本课题。本课题拟就上述问题,以钛酸丁醋为前驱体，添加螯合剂、干燥控制化学添加剂以改善孔道结构；并且因为Ti02凝胶自身骨架强度较低，很容易开裂破碎，需添加硅基表面修饰剂，提高凝胶网络有序性和强度;再使用低表面张力溶剂置换等途径实现Ti02气凝胶的溶胶-凝胶和常压干燥制备，以降低气凝胶的制备成本，简化制备工艺，提高安全性。并鉴于尚无非离子型表面活性剂用于常压制备Ti02气凝胶的报道，利用表面活性剂实施表面改性，以改善气凝胶的结构性能。同时对光催化性能进行研究，以期为Ti02气凝胶的规模化制备和处理污染物等方面做出贡献。 二、项目研究内容及技术路线 2.1 研究内容 （1）研究溶胶-凝胶法、常压干燥制备Ti02气凝胶的一般工艺,探寻最优的实验制备方案和配比，为后续实验奠定基础； （2）研究溶胶-凝胶过程中的主要影响因素，如无水乙醇、水、醋酸、甲酰胺等，并探究它们对气凝胶的作用机理,分析它们对物化性能的影响； （3）研究添加表面活性剂对常压干燥制备的Ti02气凝胶进行表面改性，分析其对气凝胶的表观密度、比表面积、表观形貌等结构性能的影响，讨论相关作用机理； （4）研究Ti02气凝胶对罗丹明B的光催化性能，分析表面改性、热处理温度、

6常压干燥制备SiO2气凝胶的研究

常压干燥制备SiO2气凝胶的研究 吕鹏鹏赵海雷刘欣 （北京科技大学材料学院，北京100083） 摘要为解决超临界干燥法制备气凝胶的缺点，以水玻璃为硅源，经常压干燥制备了SiO2气凝胶。研究老化工艺条件和置换溶剂种类对SiO2气凝胶结构和性能的影响，并通过表面改性制备出具有良好疏水性的SiO2气凝胶。制得的气凝胶密度可低达0.123g/cm3，孔隙率为94.79%，比表面积为360.50 m2/g。 关键字SiO2气凝胶常压干燥老化溶剂置换表面改性 气凝胶是一种由原子团簇交联形成三维纳米多孔骨架、并在孔隙中充满气态分散介质的一种高分散固态材料[1]。由于其独特的三维纳米多孔结构，气凝胶具有低密度、高孔隙率、高比表面积、低热导率、低光折射率和低声传播速度[2-6]等性能，因此在光学、热学、电学、声学和力学等领域具有十分巨大的应用潜力。 气凝胶的制备过程分为溶胶-凝胶过程和湿凝胶的干燥过程。硅源前驱体通过水解形成含硅溶胶，调节pH使溶胶胶粒发生缩聚形成凝胶，凝胶骨架间充满了液态溶剂，通过超临界干燥法将骨架间隙的溶剂抽出，同时保持纳米多孔网络骨架不变，形成密度低、气孔率高的气凝胶材料。 但是运用超临界干燥法制备气凝胶的条件很苛刻，制备周期耗时长，对设备要求高，能耗大，操作危险性高，制备工艺复杂，使得气凝胶的生产成本非常高，这些严重制约了气凝胶的工业化大规模生产。 因此常压下干燥制备气凝胶引起了大家广泛的关注，采用常压干燥新工艺制备SiO2气凝胶已成为气凝胶趋向实际应用的关键。同时，一般SiO2多是采用有机硅为硅源（正硅酸乙酯或正硅酸甲酯），这样的硅源价格昂贵，成本高，也限制了SiO2的广泛应用。本文利用廉价的水玻璃为硅源，通过常压干燥制备了SiO2气凝胶粉体。研究了老化工艺条件、置换溶剂种类以及表面改性对材料结构和性能的影响。 1 常压干燥法 1.1常压干燥机理 通过溶胶-凝胶法制得的湿凝胶是由三维多孔的纳米SiO2骨架和充填于其中的溶剂组成的半固态物质，在湿凝胶的干燥过程中，由于微小孔隙中弯液面会产生一定的毛细管压力作用，使得当液体从孔隙蒸发时凝胶骨架会发生收缩；当应力超过网络的强度时，凝胶就会碎裂。因此，在干燥过程中，只有当湿凝胶孔隙液体蒸发时凝胶结构不发生塌陷，且

气凝胶的制备

气凝胶具有超轻、低密度、纳米微孔，特征是，具有超细蜂窝孔尺寸和多孔结构，由相互连接的聚合链连接而成。孔径一般低于 100 nm，气凝胶颗粒尺寸通常小于 20nm。它可以由无机材料（如二氧化硅、氧化铝等），有机材料（如聚酰亚胺、碳等），或混合材料（如凝胶玻璃等）而制得。 气凝胶是世界上最轻的固体材料，因其颜色呈现出淡蓝色，因此也被称为“蓝烟”，也有人将其称为“固体空气”。这也被列入了基尼斯世界纪录。复合气凝胶密胺海绵气凝胶毯具有柔软﹑易裁剪﹑密度小、防火阻燃﹑绿色环保等特性，其可替代玻璃纤维制品、石棉保温毡、硅酸盐纤维制品等不环保、保温性能差的传统柔性保温材料。 气凝胶的结构特征是拥有高通透性的圆筒形多分枝纳米多孔三位网络结构，拥有极高孔洞率、极低的密度、高比表面积、超高孔体积率，其体密度在0.003-0.500 g/cm-3范围内可调。（空气的密度为0.00129 g/cm-3）。 气凝胶最初是由S.Kistler命名，由于他采用超临界干燥方法成功制备了二氧化硅气凝胶，故将气凝胶定义为：湿凝胶经超临界干燥所得到的材料，称之为

气凝胶。在90年代中后期，随着常压干燥技术的出现和发展，90年代中后期普遍接受的气凝胶的定义是：不论采用何种干燥方法，只要是将湿凝胶中的液体被气体所取代，同时凝胶的网络结构基本保留不变，这样所得的材料都称为气凝胶。 气凝胶的制备通常由溶胶凝胶过程和超临界干燥处理构成。在溶胶凝胶过程中，通过控制溶液的水解和缩聚反应条件，在溶体内形成不同结构的纳米团簇，团簇之间的相互粘连形成凝胶体，而在凝胶体的固态骨架周围则充满化学反应后剩余的液态试剂。 为了防止凝胶干燥过程中微孔洞内的表面张力导致材料结构的破坏，采用超临界干燥工艺处理，把凝胶置于压力容器中加温升压，使凝胶内的液体发生相变成超临界态的流体，气液界面消失，表面张力不复存在，此时将这种超临界流体从压力容器中释放，即可得到多孔、无序、具有纳米量级连续网络结构的低密度气凝胶材料。

天然气输送管道除水干燥技术

天然气输送管道除水干燥技术 耿良田于洪喜(胜利油田油气集输公司) 摘要天然气输送管道投产前进行除水与干燥处理,可以抑制投产过程产生水合物或防止输气海管的腐蚀。文章讨论了输气管道除水与干燥工艺技术,明确了清管器的设计、选型原则。除水与干空气干燥工艺应用表明,聚氨酯材料制作的直板型清管器具有较好的耐磨性和密封性,干空气干燥是短距离输气管道干燥处理的最佳方案。 主题词天然气管道除水干燥清 管器 1·管道除水技术 通常新建天然气管道投产前都要进行充水、清管、试压操作。除水工艺应根据干燥工艺确定。经过除水工艺后,除个别的低洼管段外,绝大部分的水已被清除,但在过大的内壁面上会留下一层薄水膜,厚度一般介于0·05~0·15mm之间。除水工艺一般采用多个清管器组成的清管列车一次完成,也可多次发送单个清管器分步完成,采用何种形式要视管道情况及干燥方式确定。对于距离较长的海底输气管道,除水不能进行分段处理,一般采用清管列车将试压水排出管道,清管列车由干空气、干燥天然气等介质推动,干空气、干燥天然气吹扫干燥随之进行或转入真空干燥。对于陆上输气管道,一般采用分段干燥处理,每段长度约50~100km,因此可采用多次单独发送清管器的方式除水。管道内壁越光滑,清管器的密封性能越好,水膜的厚度越薄,积水量就越少。采用干燥剂进行干燥的输气管道,排水过程与干燥工程往往同时进行。排水列车和干燥剂列车都是由多个清管器组成的,组成排水列车的多个清管器间隔形成淡水段塞(海水试压,清除盐份)和空气段塞;组成干燥剂列车的多个清管器间隔形成多个干燥剂段塞。显然除水后输气管内剩余水量的多少与后续的干燥时间成正比,排水效果在很大长度上取决于排水清管器的选型设计,良好的清管器设计是保证排水以及干燥效果的关键。摩擦阻力小、密封性能好,经过清管器的液体泄漏量少,干燥空气经过清管器向前窜漏量小是清管器设计应遵循的基本原则。根据文献介绍的不同类型的清管器实验结果及运行效果可知,直板型清管器具有良好的密封作用,适于排水干燥处理,具有以下特点: (1)直板型清管器经过直线管段的液体泄漏量可以忽略。 (2)相对于皮碗,直板更简单,逆向流动影响小。遇低速逆向流动,密封直板直至清管器反向运动至焊缝处才开始变形,直板型清管器对于内涂层输气海管是安全的选择。 (3)导向板、密封板布置及清管器的长度对清管器经过弯头处的窜漏特性影响明显,清管器有效长度以1·45~1·60D为宜。 (4)因周向焊缝产生的密封板磨损量占总磨损量的40%,聚氨酯是加工制作导向板和密封板的最佳选材。 2·管道干燥技术 常见的干燥工艺方法有干空气干燥法、干燥剂干燥法、氮气干燥法、真空干燥法和净化天然气干燥法等。 (1)干空气干燥法。这种方法分为除水和干燥两个阶段。除水程序可采用清管列车或分多次单发扫线清管器除水,干空气干燥将空气脱水处理,使其露点降至-60℃甚至更低后送入管线,由于管道内壁水蒸汽的分压和干空气流的水蒸汽分压之间存在差值,所以当低露点的空气进入管道后会促使残留在管道内壁上的水蒸发,并通过气流将蒸发出的水带出管外。干燥合格管内空气露点可以达到-20℃,甚至达到-40℃。研究证明,管道经过干空气干燥至露点-18℃以下时,管内壁的腐蚀速度明显降低甚至完全停止,干燥合格后的管道空管放置10个月甚至

碳气凝胶的常压干燥制备及结构控制

2004 年10月 The Chinese Journal of Process Engineering Oct. 2004 碳气凝胶的常压干燥制备及结构控制　 秦仁喜，沈　军，吴广明，周　斌，王　琴，倪星元，郭艳芝　 (同济大学波耳固体物理研究所，上海 200092) 摘要：研究了碳气凝胶在常压条件下的制备过程和干燥方法. 用扫描电镜、比表面测量仪及孔径 分布仪对其结构进行了表征与测试. 通过改变催化剂和溶剂的用量，可以实现碳气凝胶的颗粒直径 及孔洞由纳米到微米级的连续调节. 通过降低催化剂浓度并以丙酮进行溶剂替换，成功实现了碳气 凝胶的常压干燥. 常压干燥样品具有250~650 kg/m3的低密度和250~550 m2/g的高比表面积. 分析 了其溶胶?凝胶反应机理，围绕毛细压力和材料强度等方面探讨了其常压干燥的实现途径. 关键词：碳气凝胶；常压干燥；毛细压力 中图分类号：TQ127.1 文献标识码：A 文章编号：1009?606X(2004)05?0429?05 １ 前　言　 碳气凝胶是一种多孔网络状的非晶碳材料，一般通过高温碳化有机气凝胶而得到. 以间苯二酚(Resorcinol)与甲醛(Formaldehyde)经溶胶?凝胶反应生成的有机气凝胶(简称RF气凝胶)具有孔洞率高、比表面积大和密度变化广等优点，是迄今为止常温常压下热导率最低的固态材料[约0.012 W/(m?K)][1]. RF气凝胶碳化后生成的碳气凝胶(即CRF碳气凝胶)不仅继承了RF气凝胶的大部分优点，而且具备优良的电化学性能，在超级双电层电容器、可充电电池、燃料电池、分子筛、海水淡化及催化剂载体等方面极具应用潜力[2?7]，因而成为一种应用前景相当广阔的新型碳素电极材料. 经溶胶?凝胶反应生成的RF有机湿凝胶一般要通过超临界干燥工艺[6]处理，增加了实验的成本和风险，严重制约了碳气凝胶的实际应用. 目前为了获得常压干燥的碳气凝胶，主要采用掺入纤维来提高材料强度的方式制备碳气凝胶[2?5]，往往只能得到薄膜样品. 本工作研究了碳气凝胶块体材料的常压干燥制备过程，讨论了其实现常压干燥的途径. ２ 实　验　 ２．１　凝胶的制备　 将间苯二酚与甲醛以1:2的摩尔比混合，以碳酸钠为催化剂，再加入去离子水作溶剂，搅拌均匀，密封后置入烘箱中，分别以25, 50和90o C处理1, 1和3 d，最后生成RF湿凝胶.　间苯二酚与催化剂的摩尔比简称R/C比，实验中分别取500, 1000和1500等数值；间苯二酚和甲醛占总溶液的质量分数简称M值，实验中分别取20%, 30%和40%等数值.　 ２．２　溶剂替换　 用丙酮进行溶剂替换，浸泡样品3次，彻底替换样品中的水和其它杂质，然后在室温常压条件下干燥，待丙酮自然挥发干净后，即可得到干燥的RF气凝胶. 收稿日期：2003?09?24，修回日期：2003?12?25 基金项目：上海市自然科学基金资助项目(编号: 02ZE14101)；上海市纳米科技与产业发展促进中心资助项目(编号: 0216nm035)； 上海市重点学科建设资助项目；德国大众汽车基金资助项目 作者简介：秦仁喜(1979?)，男，湖北省洪湖市人，硕士研究生，从事纳米多孔材料的研究.

非超临界干燥法制备气凝胶绝热材料

非超临界干燥法制备气凝胶绝热材料3 刘世明　曾令可　王　慧 (华南理工大学材料科学与工程学院　广州　510640) 摘　要　气凝胶是由超细微粒聚结形成的轻质多孔性纳米结构材料,其特有的纳米尺寸颗粒与纳米孔洞结构使它具有良好的绝热性质。阐述了各种非临界干燥法的原理、工艺特点及其应用条件,综述了近年来国内外非临界干燥法制备气凝胶绝热材料的研究现状以及存在的问题,并评价了气凝胶绝热材料的应用前景。 关键词　非超临界干燥法　气凝胶　绝热材料　研究现状 　前言 气凝胶是一种由原子团簇交联而形成的纳米多孔绝热材料。目前,气凝胶绝热材料的制备通常由溶胶2凝胶过程和超临界干燥处理,在溶胶2凝胶过程中,通过控制溶液的水解和缩聚反应条件,在溶体内形成不同结构的纳米团簇,团簇之间的相互粘结形成凝胶体,而在凝胶体的固态骨架周围则充满化学反应后剩余的液态试剂。为了防止凝胶干燥过程中微孔洞内的表面张力导致材料结构的破坏,采用超临界干燥工艺处理,把凝胶置于压力容器内加压升温,使凝胶内的液体发生相变成超临界态的流体,气液界面消失,表面张力不复存在,凝胶孔隙中不存在毛细管附加压力,在这种条件下干燥,就可以保持醇凝胶原先的多孔网络结构,从而获得具有极高孔隙率、超低密度的块状气凝胶[1]。但是超临界干燥所需的条件很苛刻,制备周期耗时长,设备要求高,能耗比较大,这就大大增加了制备大块气凝胶的困难,使气凝胶产品的价格极其昂贵。近年来,有关气凝胶的非超临界干燥法制备己经引起了关注,因此采用非超临界干燥新技术和新工艺,已成为推动这种块状超低密度纳米绝热材料的研究更趋于走向实际应用的关键。笔者结合国内外近年来非超临界干燥法制备气凝胶绝热材料的研究现状及其制备方法作一简单的阐述及展望。1　环境气压干燥法 由于气凝胶的传统制备方法是通过高温高压的超临界干燥技术,其工艺复杂、成本高,而且有一定的危险性。因此,以合理的成本,大规模制备气凝胶一直是具有挑战性的课题,而开展不需要高压的环境气压干燥技术则具有重要意义。环境气压干燥技术制备气凝胶降低了危险性,而且减少了成本,因此在常温常压下制备出气凝胶块体材料,具有很高的实用价值。 1.1　环境气压干燥法机理 通常,通过溶胶2凝胶工艺获得湿凝胶是一种充满乳液的三维多孔结构,根据理论分析,按照杨2拉普拉斯公式,毛细孔中液体弯月面的附加压力可表达为: ΔP=2γcosθ/r 式中ΔP为附加压力,γ为液体的表面张力,r为毛细管半径,θ为界面接触角。 在凝胶干燥过程中,微小孔隙中弯液面会产生相当大的毛细管压力作用,使得当液体从孔隙蒸发时凝胶会发生收缩;当应力超过网络的强度时,凝胶碎裂就会发生。因此,在干燥过程中,只有当湿凝胶孔隙液体蒸发时凝胶结构不塌陷,且凝胶体不发生收缩或收缩很小时,才能够获得多孔、低密度的气凝胶结构。根据超临界干燥原理,在临界温度及临界压力下,气液界面消失,表面张力为零,因而可以避免物料在干燥过程中 3国家自然科学基金资助项目(50676033)

气凝胶干燥步骤

加料： It is easier to process the alcogel by first connecting the bottom of the empty extraction vessel to the discharge tubing that connects to the SFE 2 outlet valve. Next add the alcohol and alcogel to the vessel and fill the vessel with alcohol. This procedure will prevent the alcohol from leaking out of the bottom of the vessel. The alcogel is submerged in alcohol to prevent collapse of the alcogel structure. 升压，置换 The top of the vessel is then sealed and the CO2 inlet tubing attached to the top of the vessel. The vessel is pressurized with liquid CO2 from a liquid CO2 cylinder with the SFE 2 pump. If you keep the CO2 pressure above the vapor pressure of CO2 at room temperature ( 900 psi) and keep the CO2 temperature cold by cooling the CO2 pump to 5 deg.C , the CO2 ought to

天然气管道干燥施工方法样本

天然气管道干燥施工办法 天然气管道在投产试用迈进行干燥施工作业，重要是解决管道中积水问题。管道中具有水，不但会腐蚀管道内壁和附属设备，影响天然气质量，并且在一定温度、压力作用下，还会形成水合物，严重影响天然气管道安全平稳运营。在以往输气管道建设中，由于忽视输气管道干燥问题，经常浮现冰堵或损坏阀门附件事故，给管道运营带来极大安全隐患。当前，天然气管道干燥问题逐渐被各施工、运营和使用单位所注重，对管道干燥办法、工艺、施工技术研究，必将有力推动国内管道干燥技术全面发展。 一、天然气管道干燥必要性 当前诸多管道在投产前所进行管道试压中，大某些采用是水试压，这也是最安全一种试压方式，但也为此后管道运营留下了一定安全隐患。在清管过程中，由于很难将管道内积水所有清理干净，管道内部积水，对长输管道而言，危害极大。管道内残留液态水会产生如下几种方面危害。 (1) 管道中残留液态水是导致管道腐蚀重要因素。天然气中少量酸性气体，如H2S、CO2等在有水条件下能生成酸性物质，使管道内部产生危害较大应力腐蚀。内部腐蚀是影响管道系统使用寿命及其可靠性重要因素，也是引起管道事故重要因素，因管道内部腐蚀导致事故在输气管道事故中占很大比例。关于资料表白，苏联在1981～1990年间，因内部腐蚀引起事故有52次，占事故总数6.9%；美国在1970～1984年间，因内部腐蚀引起事故有428次，占事故总数7.3%。 (2) 管道中液态水是形成天然气水合物必要条件之一。天然气水合物又称固态甲烷，由天然气与水构成，呈固体状态，其外貌很像冰雪或固体酒精，点火即可燃烧，因而有人称其为可燃冰、气冰、固体瓦斯。天然气水合物结晶格架重要由水分子构成，在不同低温高压条件下，水分子结晶形成不同类型多面体笼形构造。形成水合物有两个条件，一是管道内有液态水或天然气处在水蒸气过饱和状态；二是管道内天然气要有足够高压力和足够低温度。天然气水合物一旦形成后，就

浅谈天然气长输管道常用的干燥方法

浅谈天然气长输管道常用的干燥方法 【摘要】随着天然气管道工业的发展，天然气管道干燥技术必将越来越受到重视，对于各种干燥技术的研究也将越来越深入，管道干燥技术将得到更广泛的应用。以下概述了目前天然气管道研究中采用的几种干燥技术方法。 【关键词】天然气;输气管道;干燥技术 天然气管道内若有水存在，不仅会引起管内壁和附属设备的腐蚀，使所输产品受到污染，而且在一定温度和压力下天然气将与水结合形成水合物。水合物大量形成会造成管道堵塞而引发事故，特别是阀门、仪表管路系统等处更容易因水合物的形成而失灵。避免这些问题的途径是在新管道水压试验后进行干燥，彻底除去管道中的游离水和绝大部分水蒸气，并在投人运行后对所输天然气进行净化，除去其中的水，使其压力露点处于-16～-5℃之间。 １．国内外管道干燥技术发展状况 国外天然气长输管道干燥技术起步很早，发展迅速，干燥方法多样。目前，国外天然气长输管道常用的干燥方法有干燥剂法、流动气体蒸发法(包括干空气干燥法、氮气干燥法、天然气干燥法)、真空法等。由于以往对天然气长输管道内液态水的水蒸气危害认识不够，2O世纪9O年代以前建成的天然气长输管道在投产之前不直接进行干燥。随着长输管道建设水平的提高和大口径、高压、大排量天然气长输管道的兴建，业界才开始认识到干燥的必要性因此天然气长输管道干燥技术在国内起步较晚。 2.天然气长输管道常用干燥方法 2.1干燥剂法 干燥剂干燥法一般采用甲醇、乙二醇或三甘醇作为干燥剂，干燥剂和水可以任意比例互溶，所形成的溶液中水的蒸汽压大大降低，从而达到干燥的目的。残留在管道中的干燥剂同时又是水合物的抑制剂，能抑制水合物的形成。在实际应用过程中，采用天然气或N2作为推动力，在2个清管器间夹带一定体积的干燥剂，从而达到彻底干燥的目的，这种方法就是国外常用的两球法。在两球法的基础上，又发展了三球法。与两球法相比，三球法能使残留在管内壁的干燥剂的浓度更高，而且干燥剂损耗量更小。在应用过程中，由于乙二醇或三甘醇的价格高，所以一般选用甲醇作为干燥剂。但是，甲醇易燃、易爆，而且有剧毒，储存运输要求较高，容易对环境造成污染和发生安全事故。因此，随着工业生产对环境重视程度的不断提高，干燥剂干燥法的应用受到一定限制。 2.2流动气体蒸发法 流动气体蒸发法的原理是流动的干燥气体在管道里与残留在管内壁及低洼

高压天然气管道干燥施工方法

高压天然气管道干燥施工方法 天然气管道在投产试用前进行干燥施工作业，主要是解决管道中积水问题。管道中含有水，不仅会腐蚀管道内壁和附属设备，影响天然气质量，而且在一定温度下、压力作用下，还会形成水合物，严重影响天然气管道的安全平稳运行。在以往的输气管道建设中，由于忽略输气管道的干燥问题，经常出现冰堵活损坏阀门附件事故，给管道运营带来极大的安全隐患。目前，天然气管道的干燥问题逐步被各施工、运营和使用单位所重视，对管道干燥方法、工艺、施工技术的研究，必将有力推动我国管道干燥技术的全面发展。 一、天然气管道干燥的必要性 目前很多管道在投产前所进行的管道试压中，大部分采用的是水试压，这也是最安全的一种试压方式，但也为今后的管道运行留下了一定的安全隐患。在清管过程中，由于很难将管道内的积水全部清理干净，管道内部技术，对长输管道而言，危害极大。管道内残留液态水会产生以下几个方面

的危害。 （1）管道中残留的液态水是造成管道腐蚀的主要原因。天然气中的少量酸性气体，如H2S、CO2等在有水的条件下能生成酸性物质使管道内部产生危害较大的应力腐蚀。内部腐蚀是影响管道系统寿命及其可靠性的重要原因，也是引发管道事故的重要原因，因管道内部腐蚀造成的事故在输气管道事故中占很大比例。有关资料表明，苏联在1981~1990年的10年间，因内部腐蚀引起的事故有52次，事故总数的6.9；美国在1970~1984年的14年间，因内部腐蚀引起的事故有428次，占事故总数的7.3。 （2）管道中液态水是形成天然气水合物的必要条件之一。天然气水合物又称固态甲烷，由天然气与水组成，成固体状态，其外貌很像冰雪或固体酒精，点火即可燃烧，因此有人称其为可燃冰、气体、固体瓦斯。天然气水合物的结晶格架主要又水分子构成，在不同的低温高压条件下，水分子结晶形成不同类型多面体的笼形结构。形成水合物有两个条

天然气管道干燥施工方法

第23卷第10期 油 气 储 运 施工技术 天然气管道干燥施工方法 高发连* (中国石油天然气管道局输油气部) 高发连:天然气管道干燥施工方法,油气储运,2004,23(10)43~45。 摘 要 管道干燥是天然气管道投产试运前的重要环节,通过对几种管道干燥方法的对比,认为干空气干燥法优于其它几种干燥施工法。采用干燥空气可直接对管道进行吹扫,大大提高了管道的干燥效率。介绍了干空气通球干燥方法的施工流程、施工设备和注意事项,为天然气管道顺利投产提供了可靠保证。 主题词 输气管道 干燥技术 施工方法 天然气管道在投产试用前进行干燥施工作业,主要是解决管道中积水问题。管道中含有水,不仅会腐蚀管道内壁和附属设备,影响天然气质量,而且在一定温度、压力作用下,还会形成水合物,严重影响天然气管道的安全平稳运行。在以往的输气管道建设中,由于忽视输气管道的干燥问题,经常出现冰堵或损坏阀门附件事故,给管道运营带来极大的安全隐患。目前,天然气管道的干燥问题逐步被各施工、运营和使用单位所重视,对管道干燥方法、工艺、施工技术的研究,必将有力推动我国管道干燥技术的全面发展。 一、天然气管道干燥的必要性 目前很多管道在投产前所进行的管道试压中,大部分采用的是水试压,这也是最安全的一种试压方式,但也为今后的管道运行留下了一定的安全隐患。在清管过程中,由于很难将管道内的积水全部清理干净,管道内部积水,对长输管道而言,危害极大。管道内残留液态水会产生以下几个方面的危害。 (1)管道中残留的液态水是造成管道腐蚀的主要原因。天然气中的少量酸性气体,如H2S、CO2等在有水的条件下能生成酸性物质,使管道内部产生危害较大的应力腐蚀。内部腐蚀是影响管道系统使用寿命及其可靠性的重要原因,也是引发管道事故的重要原因,因管道内部腐蚀造成的事故在输气管道事故中占很大比例。有关资料表明,苏联在1981~1990年的10年间,因内部腐蚀引起的事故有52次,占事故总数的6.9%;美国在1970~1984年的14年间,因内部腐蚀引起的事故有428次,占事故总数的7.3%。 (2)管道中液态水是形成天然气水合物的必要条件之一。天然气水合物又称固态甲烷,由天然气与水组成,呈固体状态,其外貌很像冰雪或固体酒精,点火即可燃烧,因此有人称其为可燃冰、气冰、固体瓦斯。天然气水合物的结晶格架主要由水分子构成,在不同的低温高压条件下,水分子结晶形成不同类型多面体的笼形结构。形成水合物有两个条件,一是管道内有液态水或天然气处于水蒸气的过饱和状态;二是管道内的天然气要有足够高的压力和足够低的温度。天然气水合物一旦形成后,就会减少管道的流通面积,产生节流,加速水合物的进一步形成,从而造成管道、阀门和一些设备的堵塞,严重影响管道的安全运行。 (3)天然气含水量上升将降低天然气质量。管道内液态水的存在会降低管道的输送能力,还会使天然气的含水量升高,从而导致天然气的质量下降,严重影响用户的正常使用。 在天然气管道投运前,应严格按照国家标准 天 *065000,河北省廊坊市广阳道87号;电话:(0316)2171135。 43