微波辐照下半焦催化甲烷裂解制氢研究

以未经任何活化的内蒙古煤热解半焦为催化剂,研究了甲烷在微波加热条件下裂解制氢的反应规律和催化剂失活机理,探讨了半焦的表面结构特征和含氧官能团,分析了反应条件对甲烷催化裂解过程的影响.研究表明,在650℃~850℃之间,内蒙古褐煤半焦是一种很好的甲烷裂解制氢催化剂,在半焦制备温度为850℃,反应温度为850℃,空速为600mL/(h·g)的条件下,半焦催化甲烷裂解的初始转化率最高达到了61.75%;升高半焦制备温度和催化反应温度以及降低空速有利于提高甲烷的转化率;半焦催化活性降低的主要原因是表面结构特性的改变和含氧官能团的减少.     

玄武岩催化甲烷裂解制 C2 烃

以天然玄武岩为甲烷裂解催化剂,通过XRF、XRD、SEM及XPS对催化剂组成、结构、表面活性物种进行了研究。利用固定床反应装置考察了不同反应温度、空速条件下玄武岩催化甲烷裂解制C_2烃的效果。结果表明,在气体空速为4 L·h-1条件下,当反应温度为1 225 K时,甲烷的转化率为7.66%,C_2烃的选择性为33.64%;当反应温度升至1 325 K时,甲烷的转化率可达17.13%,同时C_2烃的选择性为27.21%。相同温度下,气体空速越大,乙烷的选择性越高,乙炔的选择性越低。催化剂活性因表面积炭的产生而降低,积炭类型为芳烃积炭。     

流化床反应器中CO2甲烷化过程实验研究

设计制造一套千瓦级容量甲烷化流化床反应装置,进行甲烷化流化床反应器运行特性实验研究.综合考察温度、空速、压力对甲烷化反应转化特性的影响,并在此基础上对电转气工艺设计思路进行探讨和分析.结果表明:随着温度的升高,CO2转化率先逐渐上升再下降,因此在单级流化床反应器内难以兼顾反应转化效率和副产蒸汽品质;甲烷化反应速率快,空速增大时CO2转化率只有小幅降低,因此采用大空速可节省催化剂用量,但可能会带来颗粒破碎隐患;压力增大可有效提高CO2转化率,但会提高电转气工艺投资成本,应采用分离设备或水汽冷凝脱除设备,低压下实现高转化率.     

流化床内生物质合成气制取甲烷的实验与宏观动力学

为了研究低温低压下流化床反应器中生物合成气催化制取甲烷过程,制备了Ni基甲烷化催化剂,对其进行表面形态分析,并考察了该催化剂催化合成气制备甲烷反应中操作条件对甲烷化过程的影响。实验结果表明,在低温低压的条件下,合成气甲烷化过程受到操作参数(反应温度、压力、空速和氢碳比等)的影响较大。较高的反应压力和氢碳比有利于甲烷的生成,反应温度存在最佳值,空速则有一折中值。根据实验结果,考虑到温度对甲烷生成的影响,引入了基于甲烷化反应温度的修正系数,建立了低温低压下合成气制备甲烷的宏观动力学模型。实验数据与模拟数据比较符合,验证了所建宏观动力学模型的正确性,从而为准确描述低温低压下合成气催化制取甲烷的过程奠定基础。     

Mo掺杂V/TiO2催化2-甲基吡啶气相氧化合成2-吡啶甲醛

以XRD、H2-TPR等方法表征Mo掺杂V/TiO2新型催化剂,并详细考察了催化剂组成、反应温度、空速等对Mo掺杂V/TiO2催化2-甲基吡啶氧化合成2-吡啶甲醛的影响。实验研究结果表明,Mo的掺杂提高了催化剂的还原能力和催化活性。低反应温度和高空速可以提高对2-吡啶甲醛的选择性。钒和钼的最佳比率为2.9:1,催化剂的最佳负载量为7%。最佳反应条件下(催化剂焙烧温度600℃,反应温度290℃,10%2-甲基吡啶水溶液的流速为0.2 mL·min-1,氧气的流速为0.1 L·min-1,空速为3083 h-1),2-甲基吡啶的转化率为70.2%,2-吡啶甲醛的选择性为88.3%,与文献报道的未使用Mo掺杂的催化剂所得的结果 (转化率14%,选择性93%)相比,在选择性相差不大的情况下,转化率大幅度提高。     

混合癸烯制备润滑油加氢工艺技术

为了降低加氢后合成油的溴值,以Mo和Ni为加氢催化剂,考察不同反应温度、空速、氢压和氢油体积比对溴值的影响。结果表明,在反应温度320 ℃、空速0.8 h-1、氢压4.0 MPa和氢油体积比550∶1最佳工艺条件下,加氢后合成油的溴值降为0.043 g-Br·（100g油）^-1。Mo和Ni加氢催化剂具有优良的烯烃饱和作用。     

煤制合成天然气甲烷化反应研究

采用本征动力学装置进行了煤制合成天然气(SNG)甲烷化反应研究,实验采用0.154~0.198mm的自制甲烷化催化剂NJ34,反应温度300~500℃,反应压力2.0~5.0 MPa,体积空速5 000~9 000h-1。实验结果表明,在温度和空速一定的条件下,反应压力的变化对催化剂的CO转化率、CO2转化率以及总碳转化率的影响不明显;在反应温度和压力一定的条件下,气体空速的变化对催化剂的CO转化率的影响不明显,CO2转化率出现了一定的波动;在压力和空速一定的条件下,随着反应温度的提高,CO和CO2转化率都呈下降趋势,且CO2转化率的下降更加显著。     

Y_2O_3对MoO_3/ZrO_2催化剂的影响及其在甲烷化反应中的应用

采用浸渍法制备Y_2O_3促进的Mo O3/Zr O2催化剂,通过H2-TPR和XRD对催化剂的物化性能进行表征,研究Y_2O_3对催化剂中活性组分Mo O3与载体Zr O2之间相互作用力的影响。催化剂活性评价结果表明,助剂Y_2O_3在直接甲烷化反应中明显提高催化剂稳定性。在空速5 000 h-1、反应压力3.0 MPa和反应温度450℃条件下,反应800 h,催化剂活性保持稳定,具有优良的抗水合稳定性。     

负载催化剂的煤焦对甲烷化反应行为的影响

研究了负载催化剂的内蒙褐煤煤焦对CO甲烷化反应的催化性能。在加压固定床反应器中比较了Ni,Co,K,Fe,Na,Ca等催化剂种类对甲烷化反应的影响,并在气化反应工艺条件范围内考察了温度、压力、CO和H_2分压、空速等条件对CO转化率和甲烷收率的影响。研究结果表明:负载催化剂煤焦对甲烷化反应具有明显的催化作用,其中金属元素K在气化甲烷化反应过程中拥有较好的双重催化作用。在反应温度600~700℃时,CO转化率和甲烷收率随着反应温度的升高而增加,表明甲烷化反应仍处于动力学控制,未达到热力学平衡。压力的增加能够显著提高CO转化率和甲烷收率,甲烷收率由0.5 MPa下的25.8%升高至3.5 MPa下的56.65%,但甲烷收率的增幅逐渐减小。CO和H_2分压的增加以及空速的降低,均能够提高反应深度,促进甲烷化反应的进行。H_2/CO摩尔比的增加,能够强化CO的转化并使甲烷收率增加。基于Langmuir-Hinshelwood模型拟合得到了负载碳酸钾催化剂煤焦的甲烷化反应动力学方程。     

Cd改性拉长石催化甲烷裂解制C2烃

以Cd改性拉长石(Cd/Lab)为甲烷裂解催化剂制C2烃,通过XRD、XPS、TEM及GC对催化剂的结构、形貌和催化性能进行了表征与测试。利用固定床反应装置考察了金属掺杂量、反应温度、原料气空速等因素对拉长石催化甲烷裂解制C_2烃的影响。结果表明,当原料气空速为1 L/h、反应温度1073 K时,天然拉长石和Cd质量分数为1.0%的Cd改性拉长石催化甲烷裂解的转化率分别为3.32%和6.41%,且C_2烃的选择性99%。XRD、XPS、TEM等表征和催化性能结果表明,Cd2+进入到拉长石的碱金属位点,证明拉长石催化甲烷裂解的有效活性位点是碱金属位点。     

Lossen Rearrangements under Heck Reaction Conditions

The classical Lossen rearrangement converts activated hydroxamic acids to isocyanates that form numerous products upon their reaction with nucleophiles. We report a simple and highly efficient method of using Heck reaction conditions to initiate Lossen rearrangements of hydroxamic acids. In addition, Lossen rearrangements occur in the presence of palladium(II) acetate or triethylamine, components of the Heck reaction, alone. A potential mechanism is provided to explain this reactivity and these results show that Heck reactions and Lossen rearrangements occur under the same conditions and may provide new methods for facile initiation of Lossen rearrangements.

     

草酸盐厌氧降解途径及其反应条件

用厌氧消化法对氧化铝冶炼过程中产生的草酸盐废弃物进行处置. 实验结果表明,草酸盐可以转化成无害的甲烷和HCO3-,反应需在温和的条件下进行并辅以外来碳源. 底物浓度过高或pH值过高均会抑制草酸盐降解. 当底物浓度超过0.25 mol/L或pH>10时,草酸盐的降解完全停止. 外加碳源乙酸可以极大促进草酸盐的降解.     

Prediction of Optimal Conditions of Hydrogenation Reaction Using the Likelihood Ranking Approach

The selection of experimental conditions leading to a reasonable yield is an important and essential element for the automated development of a synthesis plan and the subsequent synthesis of the target compound. The classical QSPR approach, requiring one-to-one correspondence between chemical structure and a target property, can be used for optimal reaction conditions prediction only on a limited scale when only one condition component (e.g., catalyst or solvent) is considered. However, a particular reaction can proceed under several different conditions. In this paper, we describe the Likelihood Ranking Model representing an artificial neural network that outputs a list of different conditions ranked according to their suitability to a given chemical transformation. Benchmarking calculations demonstrated that our model outperformed some popular approaches to the theoretical assessment of reaction conditions, such as k Nearest Neighbors, and a recurrent artificial neural network performance prediction of condition components (reagents, solvents, catalysts, and temperature). The ability of the Likelihood Ranking model trained on a hydrogenation reactions dataset, (~42,000 reactions) from Reaxys^® database, to propose conditions that led to the desired product was validated experimentally on a set of three reactions with rich selectivity issues.     

碳四选择性加氢反应条件优化的研究

混合碳四是石脑油或轻柴油高温裂解后的产物,其组成主要是1,3-丁二烯,顺-2-丁烯,反-2-丁烯,1-丁烯以及少量的烷烃和炔烃等.我公司的碳四装置利用混合碳四来生产高附加值的1-丁烯和MTBE.在碳四加氢装置的运行过程中我们发现1-丁烯的收率还有提高的空间,在保持装置稳定的基础上对装置的反应条件(温度)进行了优化,提高了催化剂的活性和选择性,从而使1-丁烯的收率得到了显著提高,增幅平均达到5%.本文通过对反应条件的初步优化来探讨反应条件对1-丁烯收率的影响.     

三聚氰胺低压催化法工艺最佳反应条件浅析

介绍了尿素转化成三聚氰胺的化学反应机理及三聚氰胺低压催化法工艺的最佳反应条件。     

联二脲生产中反应条件的探讨和应用

通过系列对比实验,研究了在酸性条件下,肼与尿素反应制取联二脲过程中pH值、肼与尿素投料之比、反应温度、反应时间、加酸顺序等影响产物收率的各种因素。在最佳工艺条件下,联二脲收率可达到97%以上,盐酸法生产联二脲避免了硫酸法缩合反应中产生的大量复杂的盐类废水,使联二脲的生产过程更趋于环境友好。     

氧化还原反应的类型和中间价态规则

从元素的价态分析讨论同一种元素在不同价态之间的氧化还原反应情况 ,从而得出“中间价态规则”。     

超声辅助蒙脱土负载碘催化Knoevenagel反应

采用超声辅助法,将蒙脱土负载分子碘作为催化剂,进行Knoevenagel反应。通过单因素法探究了催化剂、溶剂、碱添加剂对产率的影响。正交实验法优化反应时间、温度及原料物质的量比,并通过红外、核磁、熔点分析方法对产物进行表征。结果表明,在最优反应条件下产率可达95.5%,蒙脱土与分子碘具有协同催化效果,且有一定的循环使用能力。     

氧化铋光催化剂降解亚甲基兰反应条件研究

氧化铋作为一种光催化剂,可应用于水中有机污染物的降解,并且氧化铋可实现对太阳光的有效利用,节约水处理成本。在氧化铋降解亚甲基兰模拟废水的实验中,影响其反应效果的因素包括催化剂用量、模拟废水浓度、pH值等。通过单因素和正交实验,确定了氧化铋降解亚甲基兰反应过程中的最佳实验条件。     

Effect of Reaction Conditions on the Volatile Pyrazines Components of Defatted Flaxseed Meal in the Maillard Reaction System

Defatted flaxseed meal, as a high-protein by-product can be used as a good raw material for the Maillard reaction (MR). A MR model system was established using glucose, fructose, and glucose/fructose (1:1) to produce volatile compounds typically obtained from defatted flaxseed meal protein hydrolysate; these compounds were analyzed using head-space solid phase microextraction (HS-SPME) coupled with gas chromatography-mass spectrometry (GC–MS). From the 12 MR model reaction groups, the production of pyrazines was between 12.76% and 26.56%. In the 1G group (the group prepared using DH₁ = 7.87% with a glucose concentration of 10%), the amount of pyrazines generated reached 26.56%, and this was higher than that of the other 11 model reaction groups. The effect of reaction temperature (100–150 °C), reaction time (10–60 min), and sugar concentration (5–30%) on pyrazine content was determined using the 1G group. The results of this study indicated that the effect of temperature on pyrazine production was higher than that exerted by reaction time and glucose addition. The pyrazine content reached the maximum at a reaction temperature of 140 °C. The degree of reaction and pH value were also determined; the results demonstrated that accumulation of pyrazines was suboptimal when the pH of the system was dramatically decreased. For the overall reaction, the pyrazine content remained similar to that of the final products; however, the pyrazine content exhibited little correlation with the intermediate products in the MR.