能源化工论文范文参考关于能源化工的优秀论文范文【10篇】

能源化工论文范文参考关于能源化工的优秀论文范文【10篇】 伴随经济的快速发展,石油资源紧缺和石油资源劣质化趋势对当前以石油化工为核心的能源化工构成严峻挑战,同时环境保护的压力要求大力发展和利用清洁能源.因此,加快发展天然气产业是解决我国能源化工中石油资源紧缺状况的有效手段,在未来能源化工发展格局中必将占有重要地位.对于天然气化工企业而言,要在激烈的市场中保持竞争力需要企业内部生产过程具有灵活性.同时,现代化工过程系统要求在产品在其全生命周期过程中环境友好,环境性能将不再是作为一个约束条件来对待,而是作为和经济性能并列的目标函数来处理.这对天然气能源开发利用、产品的选择和流程的设计提出更高的要求.本文在概念、方法和理论以及应用等多层面上进行较为深入研究生命周期成本分析,构建天然气能源化工产品系统分析和设计的框架. 本文首先在综合比较分析学者对环境成本认识的基础上,重新界定环境成本的概念.针对化工产品生产的特点,采用生命周期思想,从社会和生态环境的角度出发,提出生命周期成本的概念和模型、评价指标和分析步骤.在生命周期外部成本估算方面,结合成果参照法,运用最小二乘法建立单位污染物环境成本的估算模型. 在分析中国当前的能源形势以及能源利用与环境影响的基础上,运用生命周期成本分析法,从经济与环境技术层面对能源利用各个环节进行全面客观的分析比较,提出能源利用的生命周期成本分析框架.以燃气发电和燃煤发电作为案例分析对象,通过两者间的生命周期清单分析和生命周期成本比较,探讨天然气发电的环境效益,并为燃煤发电的生命周期性能改进指明方向. 针对当前环境问题和天然气化工企业状况,提出延伸天然气化工产品链、提升市场竞争力的构想.从分析产品链的经济效益和环境性能出发,建立产品链(Economy-Environment)分析模型.运用该产品链系统分析模型,对设想的3条以乙炔为核心的产品链进行系统的分析评价,探讨影响产品链综合性能的因素,为产品链的设计奠定理论基础.将生命周期设计思想运用到产品链的设计上,提出天然气化工产品链生命周期设计的系统框架. 随着可持续发展理念的深入,化工与能源联合生产的多联产系统得到广泛关注.本文最后以天然气为原料,研究探讨了天然气制烯烃发电多联产系统的概念设计和系统分析方法.通过对多联产系统和天然气制烯烃单产系统的内部收益率比较,分析多联产系统的经济性.运用流程模拟软件Aspen Plus进行模拟和热力学分析,识别多联产系统中火用损最大的环节、及其原因和改进措施.将经济学和热力学分析相结合,采用Excel工具建立多联产系统的经济优化模型,分析多联产系统中甲醇合成单元未反应气循环量对系统整体的火用效率和效益的影响. 合成气为核心的能源化工系统是指以煤炭气化为主线,天然气、煤层气、焦炉气、生物质等为辅助原料,制备合成气作为能源载体和平台化学品,并利用合成气下游生产多种产品的能源化工复合系统.它将不同特性的原料和加工工艺过程进行有机耦合,具有能量利用效率高、经济效益好以及污染物排放少的优势,是综合解决中国能源和环境问题的有效途径.本文将系统工程的理论与方法引入能源化工系统的设计与分析研究中,以合成气为核心的多联供多联产系统为对象展开研究.运用系统工程思想剖析能源化工系统的流程方案、流程设计、分析评价、流程优化进行了系统的探索研究. 合成气为核心的能源化工系统集成度高,系统庞大,本文在对各流程单元机理的认知和技术比选的基础上,建立单元模型进行流程模拟,采用Aspen Plus软件构建主要单元模块和模拟平台.结合火用利用和热经济分析.通过单元模块的合成和集成建立不同的耦合方案,获得系统热力学和热经济特性. 针对复杂能源化工系统,提出了多原料输入多产品输出系统的评价准则,此方法基于产品的折合方法推导出技术经济指标,能量节约率、投资节约率和成本节约率.通过该评价准则反映系统的优劣,并可在设计和优化阶段适时地考虑系统各种参数的变化. 本文引入生命周期思想,建立能源生产系统的生命周期成本模型,对三个发电技术方案进行了生命周期环境和经济性能分析.结果表明,综合考虑能源结构状况,整体煤气化联合循环(IGCC)是合适的洁净煤发电技术. 本论文研究了合成气为核心的能源化工系统进行流程方案思路、流程建立、系统分析和评价,不仅扩展了能源化工相关研究领域的深度和广度,丰富并完善了能源化工系统工程研究的理论方法,具有理论价值,而且对指导我国能源化工系统的推广和实施有着切实有效的现实意义. 在目前全球发展低碳经济、应对气候变化的大背景下,传统煤化工产业粗放式的发展模式已严重产能过剩,亟待转型.基于我国“富煤、贫油、少气”的特殊能源结构,大力发展新型煤化工产业,是 _的重大战略课题.本文阐述了我国新型煤化工产业发展状况,分析了不同原油价格下,新型煤化工产业能够承受的煤炭价格和其经济竞争性；建立灰色预测模型,趋势外推模型和组合预测模型预测了新型煤化工主要产品未来供需缺口；通过水资源与煤炭资源的分布,分析了新型煤化工产业发展布局；从产业政策,能源形势等方面对新型煤化工产业发展风险做了分析,并提出了建议.立足当前我国煤化工行业的发展状况及化工产品的周边环境,针对我国煤化工行业发展实际提出了合理的建议. 随着人类长期以化石能源为依赖的经济发展模式,因人类消耗而产生的二氧化碳(CO2)排放引起的全球气候变化,正严重影响着人类的生存和发展,是国际社会面临的重大挑战.CO2的捕集(Carbon capture and storage:CCS)和开发新能源已成为全球关注的科技前沿问题.本论文关注的清洁能源主要包括氢能,天然气与太阳能.然而在氢能应用中,如何安全有效地存储氢气是制约它成为车载能源的障碍之一,天然气存储也是工业应用面临的难题之一.由于能耗低,操作简易,将氢气,甲烷和二氧化碳吸附存储在纳米多孔材料中被认为有效途径之一.在诸多纳米多孔材料中,金属有机骨架(Metal-Organic Frameworks:MOFs)和共价有机材料(Covalent-Organic Materials:s)材料由于具有超高比表面,可裁剪性结构和多功能性,近年来被广泛地用于气体存储、分离、磁性、载药、荧光、催化、光电等领域.本论文基于化工能源与环境中的重大科学问题,提出了“多尺度模拟方法”,结合分子模拟技术与实验制备手段,创制了一系列面向化工应用的高性能新型MOF/材料,主要研究内容和创新点如下： (1)理论方法与实验制备的有机结合.由于MOF/材料结构千变万化,如果单凭大量的实验重复研发高性能材料,必定费时费力.为了解决这个难题,本论文提出采用“多尺度模拟方法”来筛选具有潜力的材料.先从理论层面建立性能一结构之间的构效关系,设计和筛选出具有潜力的高性能材料.然后从实验层面定向合成出这些理论建议的材料.而且获得的实验数据又可以进一步验证理论结果,提高理论预测的精度.通过“理论与实验的有机结合”,实现模拟指导下的材料定向合成.“多尺度模拟方法”贯穿了在本论文所有研究章节,包括下面将要谈及的开发新材料以及建立改性方案等.如：我们率先利用多尺度理论与实验相结合的策略成功预测了氢气在UMCM-1材料在T等于77K和p等于100bar条件下H2的总吸附量可达9.5wt%,超过了美国能源部的设定标准6wt%.此外,也采用多尺度模拟方法设计了一系列超高孔隙率的新型共价有机聚合物(Covalent Organic Polymers:COPs)材料,它们的可到达比表面积最高可达9000m2g-1,超过了当前实验报道的最高值(7140m2g-1NU-110E).而且设计的COP材料的孔容均在7cm3g-1以上,最大可达到17.25cm3g-1,是当前实验报道最大值4.4cm3g-1(NU-110E)的近四倍.除此之外,所有设计的COP材料的自由体积都在90%以上,这意味着材料的骨架在晶胞中占得比重非常少,大部分都是空的自由体积,这些体积可存储更多的气体分子,为气体吸附存储的理想材料. (2)微波辅助水热法与超临界CO2干燥相结合的新方法.传统水热法制备MOF/材料的反应时间常常需要几十个小时、甚至几周,而本工作中微波法的反应时间仅仅需几分钟,大大缩短了实验周期.在传统活化方法中,当溶剂分子从孔隙中脱除时,由于表面张力常常导致材料骨架坍塌,降低了材料的孔隙率.本论文采用超临界CO2干燥技术,既可以像传统方法一样有效地脱除孔道中囚固的客体分子,又可以很好地保障材料骨架的完整性,得到更接近于理论值的孔隙率.和传统低沸点溶剂置换法相比,超临界C02干燥技术不仅可以将客体分子脱除得更干净,而且由于表面张力很小(因为超临界CO2最终是以气体的形式从孔隙中被脱除掉)使得材料不容易坍塌.利用微波法和超临界C02干燥联合技术合成了系列的MOF/材料,如：Cu3(BTC)2, MOF-5, MIL-101(Cr), ZIF-67,ZIF-4,COF-1和COF-5等材料.其中采用新方法制备的Cu3(BTC)2材料的Brunauer-Emmett-Teller (BET)比表面积比传统方法制备的材料得到了近70%的提高.在T等于77K和p,15bar条件下,其储氢性能优于所有采用其他方法制备出的Cu3(BTC)2材料.因此,该方法可以快速高效地合成高性能新型材料,为大规模生产提供了一个可行的方案. (4)建立了系统的材料改性方案.在(1)提出的多尺度理论方法的指导下,建立了系统的改性方案,即通过多尺度理论方法筛选改性方法、确定最优途径；然后从实验上改性,包括功能基团的引入、碳纳米管与MOF/COF的复合、Li掺杂修饰等.在“Li离子掺杂可以提高MOF/COF材料的储气性能”的理论指导下,定向合成了系列Li改性的新材料：LiTCu3(BTC)2,LiMIL-101和LiCOP-1.实验表明Li和T共修饰改性的Cu3(BTC)2材料的CO2吸附性能获得了300%的提高.此外,我们还通过多尺度理论方法提出了羧酸基团改性MOF的方案,并得到了实验结果的验证,实现了理论与实验的有机结合. (5)本论文以COP材料为模板,成功地合成了N掺杂石墨烯,即：通过含N原子的COP材料为模板,将COP材料碳化成石墨烯,骨架中N原子被成功地引入到石墨烯中.与传统的化学制备方法中N掺杂位置分布的不确定相比,此方法制备的N掺杂石墨烯,N原子的位置和含量可以得到精确的定向控制.此外,我们还可采用“多尺度模拟方法”,根据电子传输途径,设计出最优良的COP模板来制备高性能石墨烯材料.此方法为制备三维石墨烯材料提供了重要的基础. 在经济全球化和科学发展观的历史背景下,资源的可持续发展问题因现实的迫切需要成为理论研究的热点.目前学术界对资源的可持续发展问题多从资源价值、资源资产、资源产权、资源定价、资源核算、资源市场以及资源型城市转型等视角出发,进行微观和宏观层次的研究；而从产业集群的视角,对资源产业的组织形式、动力机制进行中观研究,却十分薄弱.产业集群作为一种有效的产业组织范式,越来越多地成为政府的政策工具.因此对资源型产业集群进行深入的系统研究,具有较大的理论创新性和较强的现实指导意义. 本文从资源经济学、产业组织理论、区域经济学、系统科学等理论出发,在分析资源、资源产业的概念内涵和特征的基础上,从复杂系统理论角度界定了资源型产业集群和资源型产业集群可持续发展的概念.提出资源型产业集群可持续发展实际上就是资源型产业集群竞争力不断提升的过程,即在资源禀赋和生态环境的刚性约束下,资源型产业集群以自组织和创新为驱动力,有效实施升级与转型,以实现生命周期最大化,资源、环境、经济、社会全面协调的发展.采用定性与定量相结合的分析方法,对资源型产业集群的内涵、生命周期、动力机制、升级转型、竞争力等方面进行了系统分析.在理论分析的基础上对陕北、开滦、大同三个具有典型意义的资源型产业集群予以实证研究,并结合陕北能源化工基地的建设对资源型产业集群理论进行了详细的案例分析.本文主要有以下创新点： 1、运用系统分析方法构建了资源型产业集群动力机制模型,剖析了动力中的内