超临界条件下甲醇合成的气液传质系数测定

以液体石蜡为惰性液相载体,正己烷为超临界介质,合成气制甲醇为研究体系,测定了超临界条件下三相浆态床中甲醇合成的气液传质系数。在反应温度238℃、合成气分压3.7 MPa、气体空速2744 h^-1条件下,通过不断增加催化剂浓度提高气液传质阻力和反应阻力的相对大小,采用外推法获得完全处于气液传质控制下的气液传质系数。计算结果表明：催化剂浓度对CO的气液传质系数的影响较大,而对CO₂的气液传质系数的影响较小;液相条件下CO、CO₂的气液传质系数分别是0.161、0.03 s^-1,而超临界三相甲醇合成中CO、CO₂的气液传质系数分别是0.199、0.042 s^-1,说明三相浆态床甲醇合成中引入超临界流体利于气液传质,验证了超临界介质中三相甲醇合成的优越性。     

浆态床中二氧化碳加氢合成甲醇

研究了浆态床中自行开发的LP201甲醇合成催化剂上二氧化碳加氢合成甲醇的过程。探讨了不同操作条件,如温度、压力、气体空速、原料气配比等对反应的影响;考察了该催化剂在浆态床二氧化碳加氢合成甲醇过程中的稳定性。实验结果表明,浆态床二氧化碳加氢合成甲醇过程中主要产物为甲醇、CO和水;随温度的增加,CO2的转化率和甲醇产率呈现上升的趋势,但甲醇的选择性明显下降;压力的升高有利于CO2的转化率、甲醇产率以及甲醇的选择性提高;原料气空速的提高会增大甲醇产率,但同时降低CO2的转化率以及甲醇的选择性;CO2的转化率、甲醇收率以及甲醇的选择性在氢碳摩尔比4～5获得极大值。LP201催化剂的寿命考察结果表明,该催化剂具有较好的催化活性和稳定性。     

合成气一步法制二甲醚工艺条件研究

研究了三相床反应器中合成气一步法制二甲醚的工艺条件,催化剂是由甲醇合成催化剂与甲醇脱水催化剂均匀混合组成的双功能催化剂.在温度220～265℃、压力4～5MPa、空速1～2 L/(g·h)的条件下,分别考察了温度、压力和空速对二甲醚合成反应中CO转化率及二甲醚选择性的影响.结果表明,在上述各因素相应的范围内,,随着反应温度的升高,CO转化率、DME选择性逐渐增加;随着压力的升高,CO转化率、DME选择性逐渐增加;CO转化率、DME选择性随空速的提高而逐渐减小.与固定床实验结果相比,三相床反应器中CO转化率略低于固定床反应器.     

浆态床甲醇脱水反应特性研究

考察了温度、压力以及液体空速等操作条件对反应过程的影响，同时探讨了惰性溶剂中水含量对甲醇转化率的影响，为浆态床一步法二甲醚合成工艺研究提供基础实验数据，实验结果表明，在所研究的温度范围内，甲醇转化率随温度升高而增加，在低压条件下甲醇转化率随空速的增加单调递减，而在高压下，由于水在浆液中不断积累，不利于甲醇转化，减小体系中水的含量能明显提高甲醇的转化率。     

MK-101催化剂作用下操作条件对甲醇合成的影响研究

实验模拟低压甲醇合成工艺流程,在压力4～7MPa,温度210～270℃,空速6000～15000h-1,CO2浓度4.5%～14.3%的实验条件下,选用MK-101催化剂,考察了温度、压力、空速和CO2浓度对甲醇合成反应的CO、CO2的单程转化率和甲醇时空收率的影响。     

液相法三相淤浆床甲醇合成技术

液相法三相淤浆床甲醇合成技术是一种使用三相淤浆床反应器将合成气转化为甲醇的生产新技术。与传统生产工艺相比，三相淤浆床甲醇合成工艺具有单程转化率高，出口甲醇浓度高；床层等温，反应条件优良；温度易于控制，换热简单；生产的技术经济指标优良等优点，因此成为一种应用前景非常广阔的新兴甲醇生产新技术。     

液相法三相淤浆床甲醇合成技术

液相法三相淤浆床甲醇合成技术是一种使用三相淤浆床反应器将合成气转化为甲醇的生产新技术。与传统生产工艺相比，三相淤浆床甲醇合成工艺具有单程转化率高，出口甲醇质量分数高；床层等温，反应条件优良；温度易于控制，换热简单；生产的技术经济指标优良等特点，因此成为一种应用前景非常广阔的新兴甲醇生产新技术。     

三相床甲醇合成新工艺

介绍三相床甲醇合成技术。作者通过冷态和热态试验，筛选出了ＴＰＭ－１甲醇合成催化剂及惰性液相热载体。实验室条件下，该催化剂使反应器出口气体甲醇含量达１１％～１２％。研究了淤浆床反应器的冷态特性，探讨了反应条件对三相床甲醇合成的影响。     

MK-101催化剂作用下操作条件对甲醇合成的影响研究

实验模拟Lurgi低压等温甲醇合成工艺流程,在压力4～7 MPa,温度210～270 ℃,空速6000～15000 h-1,CO2浓度10.5%～13.7%的实验条件下,选用MK-101催化剂,考察了温度、压力、空速和CO2浓度对甲醇合成反应的CO、CO2的单程转化率和甲醇时空收率的影响,并通过正交实验设计进行了操作条件对甲醇时空收率的敏感性分析.     

合成甲醇铜基催化剂反应条件的研究

本文叙述了反应条件对合成甲醇铜基催化剂活性(时空收率和 CO 转化率)的影响.时空收率和 CO 转化率均随反应压力的升高而增加;在一定空速范围内,时空收率随空速增大而增加,而CO 转化率随空速的增大而降低;反应温度为250℃时,时空收率和 CO 转化率均达最高值.     

Study of supercritical three-phase methanol synthesis with n-hexane at supercritical state

A process of supercritical three-phase methanol synthesis on a Cu-based catalyst C302-2, which has high activity at low temperature and low pressure, has been carried out in a mechanically agitated slurry reactor with paraffin as the inert liquid medium and n-hexane as the supercritical medium. The reaction conditions are as follows: pressure ranging from 6.0 to , temperature ranging from 235 to and mass space velocity from 450 to . The influences of these conditions on the conversion of CO and the outlet methanol mole fraction have been investigated in detail. The results show that both the conversion of CO and outlet methanol mole fraction decreased when the mass space velocity and the temperature were increased under the condition of supercritical n-hexane. In addition, we compared the three-phase slurry bed methanol synthesis with and without supercritical medium. The results show that the conversion of CO, CO₂ and H₂ as well as outlet methanol mole fraction of supercritical three-phase methanol synthesis are obviously higher than those chemical equilibrium values of gas-solid reaction under the corresponding experimental condition. That is to say, the process of supercritical three-phase methanol synthesis with n-hexane at supercritical state can remove the limitation of chemical reaction balance of the reversible exothermic methanol synthesis reaction on the conversion of reactants by introducing a supercritical medium that plays an important role in the reaction-separation coupling process in methanol synthesis, by which the conversion of reactants and outlet methanol mole fraction at supercritical condition are increased greatly. Therefore, they are higher than those of three-phase methanol synthesis without supercritical n-hexane. The advantage of supercritical three-phase methanol synthesis is self-evident. Our present study provides an experimental foundation for further engineering exploitation research on the three-phase methanol synthesis process with supercritical medium in three-phase slurry reactors.     

还原空速对Fe/Cu/K/SiO2催化剂浆态床F-T合成性能的影响

在浆态床反应器中详细考察了合成气还原空速对微球状工业铁基催化剂还原和反应后的物相以及F-T合成反应性能的影响. 研究结果表明：空速能够影响铁基催化剂还原反应进程，催化剂在较高的空速下易被还原，还原后催化剂的比表面积降低，平均孔径增大. 在较低空速下还原时，还原形成的高的CO₂分压对铁物相有一定的氧化作用，使得还原态催化剂中的Fe³⁺(spm)含量增大. 还原空速对F-T合成烃产物分布影响不明显，但对催化剂的反应活性和运行稳定性影响较大，较低和较高空速还原后的催化剂失活速率均较高，适宜的还原空速为1.0～2.0 L•（g cat）^-1•h^-1.     

鼓泡淤浆床甲醇合成(Ⅰ)数学模型及试验验证

建立了一套Φ0 .2m鼓泡淤浆反应器热模试验装置 ,并完成了连续运行 10 0 0h的装置可操作性与稳定性考核试验 .试验中 ,合成反应温度 498～ 5 2 5K ,压力 2 .5～ 3 .1MPa ,质量空速 45 0 0～ 75 0 0L·kg^-1·h^-1,原料气中CO摩尔分率 0 .31.结合热模试验及合成系统的特点 ,得到了计入液相轴向返混、催化剂颗粒轴向分布及气 -固相本征动力学的数学模型 .由该模型得到的甲醇产率及出口甲醇摩尔分率的计算值与热模试验值吻合良好 .将合成压力外推至 5 .0MPa ,通过验证后的模型所得到的模拟数据与美国中试结果相当 ,表明热模试验中所采用的国产C30 2催化剂与医用液体石蜡惰性溶剂互适性良好     

流化床中甲烷催化裂解制备碳纳米管和氢气

利用高活性的纳米Ni/Cu/Al₂O₃催化剂,在流化床反应器中研究了CH₄裂解制备碳纳米管与H₂的过程.CH₄的转化率受流化床中的操作条件（温度、空速、气速及升温速率等）影响,碳纳米管的形貌也受过程的升温速率影响.在低升温速率下,能够同时得到较高的CH₄转化率与形貌较好的碳纳米管.而且采用低的升温速率,可以在流化床（提供碳纳米管生长的自由空间）中连续生长碳纳米管,从而为将来的连续化大批量制备碳纳米管奠定了基础.     

基于氧碳平衡的重组巴氏毕赤酵母碳源代谢分析

基于氧元素和碳元素平衡对重组巴氏毕赤酵母（Pichia pastoris)的不同碳源代谢进行了分析.结果表明：以甘油为惟一碳源,当比生长速率由0.064h^-1增大到0.257h^-1时,用于细胞生长的甘油代谢比速率由1.36mmol•g^-1•h^-1增大到5.46mmol•g^-1•h^-1,而用于细胞维持代谢流比例降低了10.4%,同时甘油用于合成代谢和分解代谢的比速率均增大,但是分解代谢流比例逐渐下降,而合成代谢流比例却升高了5.9％;以甲醇为碳源进行表达重组人血清白蛋白恒化培养时,当比生长速率由0.019h^-1增大至0.046h^-1时,用于产物重组人血清白蛋白形成的比速率呈先增大后减少的趋势,在比生长速率为0.027h^-1时最大,为0.31mmol•g^-1•h^-1,占甲醇总代谢流的13.2%.     

电场作用下甲醇结构和扩散性质的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了外电场作用对甲醇的微观结构和动力学性质的影响.模拟得到了外电场作用下甲醇分子微观构型的物理图像,发现外电场的作用使甲醇分子的偶极向量沿电场作用方向有序排列.随着电场强度的增加,形成两氢键的甲醇分子的摩尔分数和氢键平均数目增加,O—H…O呈线形分布的概率增加,氢键的平均寿命延长,外电场增强了甲醇分子间的氢键作用.随着电场强度的增加,分子的平动自扩散系数降低.外电场作用的附加力阻碍了分子平动运动,分子的平动运动表现为各向异性.     

三相机械搅拌反应器气液传质

由空气-水、液体石蜡-细颗粒黄沙、石英砂、催化剂构成三相体系,常压下在表观气速0.10×10^-2～1.5×10^-2cm•s^-1 、固体浓度为0～0.34 g•ml^-1溶剂、搅拌转速450～1500 r•min^-1的实验条件下,采用溶氧仪研究了三相机械搅拌反应器的气液传质特性,考察了操作参数和液体性质、颗粒粒径及密度等物性因素对液相容积传质系数k_La的影响,用改进的高斯-牛顿法进行参数估值,得到k_La与上述因素的量纲1关联式,统计检验表明,所得量纲1关联式与实验值拟合情况良好,可为后续搅拌反应釜中三相淤浆床甲醇合成过程分析与模拟提供传质基础数据.     

秸秆水解液发酵产丁二酸高产菌株的选育及其代谢调控

采用酸解与酶解处理秸秆并对菌株代谢途径进行分析,以软X射线诱变选育乙酸及乳酸代谢阻断突变株,并围绕HMP与EMP流量比调控H还原力以及围绕木酮糖激酶实施五、六碳糖共代谢调控。结果表明200 g秸秆水解得57 g葡萄糖和11 g木糖,出发株代谢流量显示丁二酸、乳酸及乙酸流量分别为2.547、0.726、0.611 mmol•g^-1•h^-1。乳酸脱氢酶突变株HF-1代谢分析显示,其乳酸流量降至0.0296 mmol•g^-1•h^-1,氟乙酸抗性突变株HF-2的代谢分析显示,其乙酸流量降至0.100 mmol•g^-1•h^-1,丁二酸流量有所下降。H还原力代谢平衡调控显示,少量柠檬酸盐的添加使HMP与EMP流量比从1.389∶0.389增至1.684∶0.330时,间接促进丁二酸代谢流量从3.005 mmol•g^-1•h^-1增至3.468 mmol•g^-1•h^-1。酶活调控显示,碳酸镁取代碳酸钙作为中和剂促使木酮糖激酶酶活从76 U•mg^-1增至560 U•mg^-1,进而使木糖代谢流量从0.0444 mmol•g^-1•h^-1增至0.453 mmol•g^-1•h^-1,最终五、六碳糖共代谢产丁二酸达68.7 g•L^-1。     

CO催化偶联制草酸二乙酯催化剂的宏观反应动力学

采用固定床积分反应器,研究了自制的负载型钯系催化剂上CO气相催化偶联主、副反应的宏观动力学模型.所采用的催化剂是经过模式1000 h连续运转、性能稳定的φ1.5 mm×（3～5）mm圆柱状催化剂.在适宜的反应条件下测定了动力学实验数据,并采用一维拟均相模型建立了微分方程组.使用了幂函数宏观动力学模型,采用Runge-Kutta法解微分方程组,并用单纯形法确定动力学模型参数,同时进行了残差分析和统计检验.结果表明,所得的动力学模型与实验数据吻合良好,可以为草酸二乙酯合成反应器设计和放大提供依据.     

一种复合二氧化钛大孔共聚物的合成及其在扩张床吸附中的应用(Ⅱ)扩张和流体混合性能以及吸附性能

利用GET共聚物骨架结构中的环氧基与二乙胺反应得到的阴离子交换层析介质DEAE-GET,考察了该介质在扩张床STREAMLINE 25中不同黏度和流速对扩张性能和流体混合性能的影响,结果表明DEAE-GET在STREAMLINE 25中的扩张行为服从Richardson-Zaki方程.在研究的范围内,随着流体黏度和流速（100～500 cm•h^-1）的增加,理论塔板数和Bodenstein数逐渐减小,轴向混合系数逐渐增加;扩张床中的轴向混合系数很小（10^-6～10^-5 m²•s^-1）,表明柱内流体以近似平推流流动.在静态条件下DEAE-GET对牛血清白蛋白（BSA）的饱和吸附量为43.0 mg•ml^-1.同时比较了DEAE-GET与STREAMLINE DEAE分别在固定床和扩张床中对BSA的穿透曲线,发现都比较接近,DEAE-GET在固定床和扩张床中对BSA的最大吸附量分别为28.0 mg•ml^-1和26.2 mg•ml^-1.