反应条件对CO甲烷化反应平衡及催化剂性能的影响

通过对CO甲烷化反应体系热力学计算,考察了反应条件和原料组成对平衡组成、平衡转化率以及CH_4选择性和积炭的影响。计算结果表明,反应温度、压力、氢碳比和汽气比对CO平衡转化率、CH_4选择性和积炭有明显影响,其中,低温、高压和高氢碳比有利于提高CO转化率和CH_4选择性,而升高压力、增加氢碳比以及向原料气中加入水蒸气均能有效地减少积炭。另外,用Ni/MgO-Al_2O_3催化剂考察了反应条件和原料气组成对CO转化率、CH_4选择性以及积炭的影响,实验结果,反应温度、压力、氢碳比和汽气比对催化剂的CO转化率、甲烷选择性以及积炭的影响明显,并与热力学平衡计算的结果基本一致。     

CO2加氢合成二甲醚过程的热力学分析

采用Peng—Robinson状态方程对CO2加氢合成二甲醚进行了热力学分析，考察了温度、压力、氢碳比、水、CO和惰性气体对平衡的影响。结果表明，增大反应压力、提高氢碳比、适当降低温度有利于提高CO2转化率和二甲醚选择性。原料气中水含量的增大可显著降低CO2转化率和二甲醚选择性；提高进料气中CO含量，改变了逆水汽变换反应方向，使CO2转化率显著降低，二甲醚收率上升，CO加氢反应占主导地位；惰性气体对反应平衡的影响不显著。     

浆态床中CO_2加氢直接合成二甲醚的研究——反应条件对镁改性双功能催化剂性能的影响

首先采用浸渍法制备了w(MgO)=10%的改性HZSM-5分子筛,然后采用共沉淀浸渍法制备了CuO-ZnO-Al2O3-/MgO-HZSM-5双功能催化剂,利用XRD、BET、H2-TPR、NH3-TPD等手段进行表征。在连续式加压浆态床反应器中,以医用液体石蜡为惰性液相介质,研究了CO2加氢一步法合成二甲醚(DME)的催化反应,考察了不同温度(230℃～280℃)、不同压力(1.0MPa～4.0MPa)、不同氢碳比(n(H2)/n(CO2)=1.0～6.0)和不同空速(GHSV=1500 h-1～6000 h-1)对反应结果的影响。研究表明,提高反应温度有利于提高CO2转化率,但使二甲醚的选择性降低;增大压力和氢碳比有利于提高CO2转化率和二甲醚的选择性;增大空速会使CO2转化率和二甲醚选择性均呈现下降趋势。     

醋酸甲酯加氢反应的热力学计算与分析

对醋酸甲酯加氢制乙醇反应体系进行了热力学分析。计算了各独立反应的标准摩尔反应吉布斯自由能,分析了温度、压力、氢气与醋酸甲酯的摩尔比(氢酯比)对反应体系平衡组成的影响以及对醋酸甲酯转化率和乙醇选择性的影响。计算和分析结果表明,各独立反应在423~723 K内的标准摩尔吉布斯自由能均大于0,没有适宜的压力和氢酯比反应将很难进行;较低的温度有利于乙醇的生成和抑制副产物的产生,适宜的温度为423~550 K;在压力低于2.0 MPa时,醋酸甲酯转化率和乙醇选择性均随压力的升高而快速增加,适宜的压力为2.0~3.0 MPa;在氢酯比低于10时,醋酸甲酯转化率和乙醇选择性均随氢酯比的增大而快速增加,适宜的氢酯比为10~20。     

合成气制低碳混合醇固定床催化剂的浆态床应用性能研究

试验将合成气制低碳混合醇的固定床Cu-Fe-Mn-Co催化剂用于浆态床反应器,研究了反应温度(200~270℃)、压力(5.0MPa~7.0MPa)、原料气空速(2713~5515h-1)、氢碳比(n(H2)/n(CO)=1.5/3.5)和搅拌器转速(400~1200r/min)等工艺条件对催化剂性能的影响。结果表明:温度对CO转化率及时空产率影响显著,260℃为低碳醇合成的最佳反应温度;反应压力在7.0MPa时总醇选择性及时空产率达到最高值;空速的增加可以提高催化剂的低碳醇产能,减少CO2的生成,但同时原料气转化率随之降低;氢碳比过低会造成总醇选择性的大幅降低,过高又会导致甲醇选择性的增加,选择在2~2.5之间对低碳醇的生成较为有利;提高搅拌器转速可以更大程度的消除或减小外扩散影响,但同时需兼顾搅拌桨对浆态床催化剂磨损的影响。     

二氧化碳加氢制甲醇过程热力学分析

CO2加氢制甲醇是温室气体CO2资源化一个极具前景的研究领域,本文采用吉布斯自由能最小法耦合非理想体系PR状态方程对反应过程进行了热力学平衡分析。结果表明,提高压力和降低温度有利于反应的进行,有利于提高CO2的转化率,同时提高了CH3OH的选择性;增加原料n(H2)/n(CO2)有利于提高CO2的转化率和CH3OH的选择性。另外,适当添加少量CO作为原料,CO可能从产物转变为反应物,因此虽然降低了反应过程CO2的转化率,但能够增加单位CO2的CH3OH产率,不过,若原料气中CO含量过多,则CO2加氢过程转变为传统的CO加氢过程;由于反应过程受热力学平衡的制约,CO2单程转化率较低(约20%~30%),采用尾气循环的工艺过程能够成倍提高CO2总转化率。     

乙二酸二乙酯加氢制乙二醇铜基催化剂反应性能研究

乙二酸二乙酯加氢制乙二醇在热力学上是一个强放热不可逆反应 ,经实验得到反应适宜的工艺条件为反应温度 2 2 0～ 2 4 0℃ ,压力 3.0 MPa,氢酯摩尔比 70∶ 1。反应转化率和选择性分别为 87.5% ( mol)和 80 .0 %( mol)。另外 ,铜基催化剂在反应初始有一个诱导期     

Fe-Co-K/SiO_2催化剂对Fischer-Tropsch合成反应的催化性能

采用浸渍法制备了Fe-Co-K/SiO2催化剂,在连续流动固定床反应器上考察了反应温度、反应压力、重时空速和n(H2)∶n(CO)对该催化剂催化Fischer-Tropsch合成反应性能的影响。实验结果表明,随反应温度的升高,催化剂的活性提高,CO转化率和CH4选择性增大,重质烃(C 5+)选择性减小;升高反应压力有利于提高CO转化率和重质烃选择性;增大重时空速不利于重质烃的生成,同时CO转化率减小,CH4选择性增大;随n(H2)∶n(CO)的增大,CO转化率和CH4选择性增大,重质烃选择性减小。Fe-Co-K/SiO2催化剂用于Fischer-Tropsch合成反应较适宜的工艺条件为:反应温度503～513 K、反应压力1.5 MPa、重时空速600～800 h-1、n(H2)∶n(CO)=2.00。     

合成气与甲醇制乙醇工艺的研究

采用甲醇和合成气作为原料,以Rh-Ru为双金属、1,3-双(二苯基膦)丙烷为配体、碘甲烷为促进剂催化甲醇还原羰基化制乙醇,考察了溶剂种类及添加量、催化剂的组成、n(H_2)∶n(CO)、反应温度、反应压力等因素对甲醇还原羰基化制乙醇反应的影响。实验结果表明,以醋酸为溶剂,甲醇还原羰基化制乙醇反应的最佳催化体系为:乙酰丙酮二羰基铑(Rh(CO)_2(acac))0.15 g,助催化剂Ru Cl_3·3H_2O 0.45 g,CH_3I 2.84 g;最佳工艺条件为:6.0 MPa、140℃、n(H_2)∶n(CO)=2∶1、m(醋酸)∶m(甲醇)=2∶1,在此条件下,甲醇转化率达96.16%,总的乙醇选择性达30.79%。     

Cu-ZnO-Al_2O_3-ZrO_2/HZSM-5催化剂上CO_2加氢合成二甲醚

采用共沉淀法和机械混合法合成了Cu-ZnO-Al2O3-ZrO2/HZSM-5双功能催化剂,研究了该催化剂催化CO2加氢合成二甲醚反应的性能,考察了HZSM-5分子筛的硅铝比、反应温度和反应压力对CO2转化率、二甲醚选择性和收率的影响。实验结果表明,随硅铝比的增大,二甲醚选择性和收率呈峰形变化特性;随反应温度的升高,CO2转化率增加,二甲醚选择性降低;而随反应压力的升高,二甲醚选择性增加。当硅铝比(n(SiO2)∶n(Al2O3))为50、反应温度和压力为250℃和3.0 MPa时,CO2转化率达到19.6%,二甲醚的选择性和收率分别为47.0%和9.2%。H2-TPR,NH3-TPD,XRD表征结果显示,Cu-ZnO-Al2O3-ZrO2/HZSM-5双功能催化剂中HZSM-5分子筛的结构没有明显变化,但硅铝比的变化影响双功能催化剂的酸性,HZSM-5分子筛的加入使Cu的还原温度降低。     

二氧化碳催化还原成碳的进展

介绍了二氧化碳催化还原成碳的最新研究成果和发展趋势,以及它的基本反应原理和应用并对这方面的开发研究提出了建议。     

纳米白炭黑对含盐四氯化碳-水乳状液稳定性的影响

 以纳米白炭黑作为固定稳定剂, 在不同乳化机转速(ω) 和白炭黑质量分数(w)的条件下, 制备了一系列四氯化碳-水(体积比1:1)的乳状液, 用氯化钾为背景电解质, 电导法测定了这些乳状液富油相在不同陈化时间的电导率. 以增比电导率κ_r和初始分层速率常数k_eo的概念, 分析了乳状液的动力学稳定性. 结果表明, 当白炭黑质量分数w=0.2%时, 乳状液的初始分层速率常数k_eo随乳化机转速ω的增加而线性下降; 当ω=4000r/min时, 乳状液的初始分层速率常数k_eo随白炭黑质量分数w的增加而下降, 但w在0～0.5%范围时下降幅度大, w>0.5%时下降缓慢.     

碳同位素分馏模型比较研究

国内外报道了各种描述天然气生成过程中碳同位素分馏的模型，并进行了软件开发。文章利用文献数据建立并标定了各类模型，对比、分析了各模型的拟合效果及原因。结果表明，基于Rayleigh方程的分馏模型和Cramer模型Ⅰ，仅能近似地模拟出碳同位素组成随热解温度的升高而变重的部分；Cramer模型Ⅱ虽能对碳同位素演化趋势进行较好的拟合，但存在较大波动；只有Cramer模型Ⅲ能很好地模拟出碳同位素组成的变化过程，是目前所有分馏模型中对实验数据拟合最好、适用温度范围最宽的模型。因此，有关同位素分馏方面的定量描述及应用工作，应该以Cramer模型III为基础。     

沥青产品的碳足迹研究

选择规范PAS2050作为石化产品碳足迹研究的基础方法依据,以某企业生产的沥青产品为评价对象,对该企业的沥青产品碳足迹进行研究,温室气体核算时间范围为2014年1—12月。分别对原料获取阶段、运输阶段、生产阶段、配送阶段和使用阶段的碳排放情况进行研究,得到原料获取阶段、运输阶段、生产阶段、配送阶段和使用阶段的碳排放系数分别为0.208,3.901×10~(-3),0.057 85,0.117,2.570 8t/t,最终得出该企业生产的沥青产品碳足迹为2.957 5t/t。在沥青全生命周期各阶段中,沥青使用过程的温室气体排放量最大,占全部排放量的86.92%。降低沥青环境影响的主要措施是将沥青循环利用,减少使用过程的温室气体排放。     

孔结构对活性炭吸附CＨ4和CO2 的影响

高比表面积活性炭不仅具有良好的吸附存储能力，还具有优良的吸附分离性能。为此，选择了3个活性炭样品，利用77 K氮气吸附数据，采用一种基于简化局部密度函数的方法来计算孔径分布，并用体积法测定了活性炭在298 K对甲烷和二氧化碳的吸附等温线。研究表明，M6-4、K17和BY-1这3个活性炭样品的比表面积基本相同（分别为2117 m^2/g、2123 m^2//g和2073 m^2//g），但孔径分布却明显不同，因而它们的吸附能力有着较大差异。单从吸附量来考虑，活性炭K17更适合吸附存储甲烷。3个活性炭样品对甲烷和二氧化碳的吸附能力有着较大的差异，对于CＨ₄/CO₂的吸附分离过程具有较大的应用潜力。     

碳分子筛孔结构的控制

研究了对碳分子筛的孔结构的控制，尤其是对微孔和中孔的控制。采用化学气相沉积法(Chemical vapor deposition，简称CVD)实现对微孔结构控制，制备出孔径均一的碳分子筛，微孔率为93％，且对CO2与CH4具有良好的筛分能力。采用热处理法实现对中孔的控制，中孔率可达85％，有可能成为催化剂载体的首选材料。CVD法的原理是利用高温下裂解积炭来调整炭分子筛的孔径；热处理法的基础则是微晶结构理论和塌陷理论。     

炼油过程碳排放量化模型构建及汽油质量升级碳排放测算

采用作业成本法将各装置生产过程中的能耗折合成碳排放量,分配到该装置的产品中,成为产品携带的碳排放,逐级向下游装置传递,并建立便于推广应用的传递计算模型,可用于准确计算各中间组分、各产品的碳排放量。作为模型应用实例,测算了汽油质量升级对炼油生产过程碳排放的影响。随着质量升级,炼油厂总碳排放增加,高标号汽油碳排放显著提升。综合考虑汽油生产和使用环节,低标号乙醇汽油碳排放减少,但高标号乙醇汽油碳排放增加。     

添加炭黑对催化裂化渣油中间相沥青炭微球制备的影响

以流化催化裂化石油渣油为原料了炭黑添加量、热缩聚工艺条件等对中间相微球形成及转化影响发现无论炭黑添加与否，随着热处理时间的延长，中间相沥青的收率降低，中间相沥青炭微球的收率增 同一热处理条件，炭黑添加量的提高有使中间相微球直径减小，数目增多，分布均匀的趋势。添加炭黑促进了中间相微球的形成，阻止了微球间的融并。通过控制炭黑的添另量，并辅以热处理条件的优化，可以控制中间相微球的形态和数量，得到所需的中     

UTILIZATION OF PETROLEUM RESIDUES FOR PRODUCTION OF CARBON ADSORBENTS

ABSTRACT

This article presents ideas, and describes studies, on utilization of petroleum residua as binding agents during the production of carbon adsorbents from coal dust.     

介孔碳在深度脱硫领域的应用研究进展

综述了介孔碳材料在加氢脱硫和非加氢脱硫领域脱除大分子硫化物如二苯并噻吩及其同系物的研究进展。在加氢脱硫领域重点阐述了纯介孔碳及其改性后介孔碳负载金属对加氢脱硫活性的影响,在非加氢脱硫领域详述了纯介孔碳及其杂原子和氧化改性后的介孔碳作为吸附剂和氧化剂的优缺点,并对介孔碳材料未来应用中的挑战、研究重点和发展方向进行了展望。