预测型热力学模型及其在混合离子液体吸收天然气中CO2过程的应用

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21808213
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    22.0万
  • 负责人：
    韩敬莉
  • 依托单位：
    郑州轻工业大学
  • 学科分类：
    B0801.化工热力学
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

As potential absorbents, ionic liquids have been studied extensively in CO2 removal from natural gas. High solubility and selectivity of the ionic liquids are the keys to improve the gas separation performance, but the pure ionic liquid cannot satisfy the demands. In this project, mixed ionic liquids are used as separation agents to improve the gas separation based on the synergistic effect, and the optimized predictive thermodynamic model is applied in CO2 absorption from natural gas with mixed ionic liquids. Firstly, the suitable mixed ionic liquids will be screened thoroughly by the optimized COSMO-RS model, and the interaction between the suitable mixed ionic liquids will be studied to investigate the synergistic effect. Secondly, the effect of structure and ratio of mixed ionic liquids, temperature and pressure on gas absorption (solubility of CO2/CH4) and gas separation (selectivity of CO2-CH4) will be investigated. In order to describe the thermodynamic phase equilibrium for mixed ionic liquid systems, the predictive UNIFAC model will be established. Finally, the equilibrium stage mathematical model for the mixed ionic liquid absorption and desorption processes is obtained to design and optimize the continuous process of gas separation. This project can provide theoretical foundation for CO2 absorption from natural gas efficiently with mixed ionic liquids.
离子液体作为一种有潜力的吸收剂在脱除天然气中CO2方面得到了广泛关注，选择高溶解度和高选择性的离子液体是提高气体分离性能的关键，而单一离子液体难以同时满足高溶解度和高选择性的要求。利用两种离子液体的协同机制，本项目拟采用混合离子液体为分离剂提高气体分离性能，提出将优化的预测型热力学模型应用于混合离子液体吸收天然气中CO2过程的新思路。通过改进和优化COSMO-RS模型的可调参数，筛选出合适的混合离子液体吸收剂，并阐明其协同机制，探索混合离子液体结构、配比、吸收温度和压力等对气体吸收（CO2/CH4溶解度）和气体混合物分离性能（CO2-CH4选择性）的影响规律，建立混合离子液体体系的UNIFAC预测型热力学模型来描述其相平衡，进而建立混合离子液体吸收-解吸过程的平衡级数学模型，对吸收-解吸工艺流程进行设计和优化。项目的实施将为混合离子液体高效吸收天然气中CO2提供理论依据。

结项摘要

离子液体作为一种有潜力的吸收剂在脱除天然气中CO2方面得到了广泛关注，选择高溶解度和高选择性的离子液体是提高气体分离性能的关键，而单一离子液体难以同时满足高溶解度和高选择性的要求。利用两种离子液体的协同机制，本项目提出以混合离子液体为分离剂提高气体分离性能的新思路，并将预测型热力学模型应用在混合离子液体吸收天然气中CO2过程。通过改进和优化COSMO-RS模型，建立了筛选出合适的混合离子液体吸收剂的方法，揭示离子液体阴、阳离子结构对CH4/CO2混合物分离性能的影响规律、建立适用的混合离子液体热力学模型、从分子水平上分析混合离子液体脱除天然气中CO2的作用机理，并对混合离子液体吸收CO2的过程进行模拟和优化，结合参变性能分析结果，确定了主要设计和操作参数。研究结果对混合离子液体用于其他气体混合物的分离过程具有一定的参考价值。

项目成果

期刊论文数量（4）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（3）
Ethanol Dehydration with Ionic Liquids from Molecular Insights to Process Intensification
离子液体乙醇脱水从分子洞察到过程强化
  • DOI：
    10.1021/acssuschemeng.1c06659
  • 发表时间：
    2021-12
  • 期刊：
    ACS Sustainable Chemistry & Engineering
  • 影响因子：
    8.4
  • 作者：
    Jingli Han;Yuanyuan Fan;Gangqiang Yu;Xuzhao Yang;Yingying Zhao;Junfeng Tian;Guoxuan Li
  • 通讯作者：
    Guoxuan Li
Structural evolution of MoS2 supported gold nanoclusters under CO oxidation condition and the effect on reaction activity
CO氧化条件下MoS2负载金纳米团簇的结构演化及其对反应活性的影响
  • DOI：
    10.1016/j.apsusc.2020.148841
  • 发表时间：
    2021-03
  • 期刊：
    Applied Surface Science
  • 影响因子：
    6.7
  • 作者：
    Jingli Han;Yuanyuan Fan;Yongpeng Yang;Zhongyi Liu
  • 通讯作者：
    Zhongyi Liu
Modulating surface segregation of Ni2P-Ru2P/CCG nanoparticles for boosting hydrogen evolution reaction in pH-universal
调节 Ni2P-Ru2P/CCG 纳米粒子的表面偏析以促进通用 pH 条件下的析氢反应
  • DOI：
    10.1016/j.cej.2021.134422
  • 发表时间：
    2022-03
  • 期刊：
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子：
    15.1
  • 作者：
    Duo Yang;Pan Li;Xinyang Gao;Jingli Han;Zhongyi Liu;Yongpeng Yang;Jinghe Yang
  • 通讯作者：
    Jinghe Yang

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其他文献

萃取蒸馏脱除油品中硫的过程模拟与优化
  • DOI：
    10.16085/j.issn.1000-6613.2016.08.40
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    化工进展
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张清珍;代成娜;韩敬莉;雷志刚
  • 通讯作者：
    雷志刚

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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