8MPa压力下甲醇合成反应本征动力学研究

在等温积分反应器中测定了甲醇合成反应本征动力学,实验压力为8MPa,体积空速为5000~10000h-1,反应温度200~260℃,实验采用0.154~0.198mm的铜基国产商用催化剂。以双曲型动力学方程形式建立了以各组分逸度表示的CO、CO2加氢合成甲醇的双速率本征动力学模型,用参数估值方法根据实验数据获得了动力学模型中的参数。残差分析和统计检验表明,动力学模型是适宜的。     

甲醇气相脱水制二甲醚本征动力学研究

在温度240℃～360℃、压力0.1MPa～1.0MPa、液体体积空速0.9h-1～8h-1的条件下,在等温积分反应器中,研究了甲醇在CNM-3催化剂上脱水生成二甲醚的本征动力学,并考察了操作条件对甲醇转化率的影响。实验结果表明,随着温度的升高,甲醇转化率上升,当温度高于320℃时,甲醇转化率开始下降;压力的变化对甲醇转化率的影响不大;随着空速的增加,甲醇转化率逐渐降低。根据实验测定数据,应用参数估值方法,得到了幂函数型本征动力学方程,残差分析及统计检验表明,该动力学模型是适宜的。     

活性炭负载钴基催化剂费托合成本征动力学

在温度220℃～250℃、压力2.0MPa～4.0MPa、空速2000h-1～3500h-1、n(H2)/n(CO)=1.0～2.5的条件下,在固定床等温积分反应器中研究了活性炭负载钴基催化剂(Co/AC)的本征动力学。结合碳化物机理以及CO插入机理,通过假设不同的基元反应以及速率控制步骤推导得到了不同的本征动力学方程。根据实验测定数据,采用Levenberg-Maquardt算法回归得到模型参数,并通过统计检验以及相对误差分析得到了适宜的Co/AC催化剂费托合成的本征动力学方程。     

浆态床二甲醚合成的本征动力学研究

在温度240～282℃、压力4～6MPa、x0H2/x0CO=0 99～2 33、相对甲醇催化剂进气空速为10000h-1、甲醇合成催化剂4g、甲醇脱水催化剂0 05～0 30g的反应条件下,于250mL高压搅拌釜中进行了浆态床二甲醚合成过程的本征动力学研究。在消除了内外扩散传质影响和保持催化剂稳定性的前提下,测定了本征动力学数据。采用Graaf的甲醇合成动力学模型和Bercic的甲醇脱水动力学模型对实验数据进行拟合后,甲醇、二甲醚和CO2的表观生成速率的计算值和实验值误差分别在±13%,±15%和±26%以内。     

甲醇气相脱水制二甲醚宏观动力学研究

在温度240℃～360℃、压力0.1MPa～1.0MPa、液体体积空速0.9h-1～3h-1条件下,在等温积分反应器中使用甲醇脱水MD型催化剂,研究了甲醇脱水生成二甲醚的宏观动力学,并考察了操作条件对甲醇转化率的影响。实验结果表明:随着温度的升高,甲醇转化率先升高后降低;压力的变化对甲醇转化率的影响不大;随着空速的增加,甲醇转化率逐渐降低。建立了以各组分逸度表示的宏观动力学方程,根据实验测定数据,应用参数估值方法,获得动力学方程参数,残差分析及统计检验表明,该动力学模型是适宜的。     

Cu-Zn-Al-Zr浆状催化剂二甲醚合成宏观动力学

在压力3MPa～7MPa,温度220℃～260℃,空速0.4 L.g-1.h-1～1.2 L.g-1.h-1,气体摩尔分率yH20.75～0.65,yCO 0.14～0.20,yCO2 0.04～0.08,搅拌转速1000 r.min-1的反应条件下,于500mL高压搅拌釜中进行了合成气在Cu-Zn-Al-Zr浆状催化剂上一步法合成二甲醚工艺过程的宏观动力学研究。基于CO加氢合成甲醇、CO2加氢合成甲醇及甲醇脱水为二甲醚三个独立反应,建立了Langmuir-Hinshelwood型宏观动力学模型。采用通用遗传算法和Levenberg-Marquardt优化算法相结合的方法对实验数据进行拟合、参数寻优,获得模型参数估值,经统计检验和残差分析证实了模型的可靠性。     

Fe-Co-K/SiO_2催化剂催化F-T合成本征动力学的研究

采用浸渍法制备了Fe-Co-K/SiO2催化剂。在等温积分反应器中,在温度518~541K、压力1.00~2.60MPa、进料中n(H2)∶n(CO)=1.12~3.23、气态空速3 000~4 800h-1的条件下,研究了在Fe-Co-K/SiO2催化剂上的F-T合成本征动力学。F-T合成中CO2的生成量很少,水煤气变换反应可不予考虑,生成烃为主要反应。以CO转化率的计算值和实验值的残差平方和为目标函数,采用Levenberg-Maquardt法对动力学参数进行优化,得到了F-T合成本征动力学模型参数,反应的活化能为78.9kJ/mol。在Fe-Co-K/SiO2催化剂上的F-T合成本征动力学模型的计算值与实验值的平均偏差为8.27%,模型的计算值与实验值符合较好。     

浆态床合成二甲醚反应工艺条件的研究

考察了反应温度、反应压力、进料空速以及催化剂配比对于浆态床合成二甲醚反应过程的影响。结果表明 :在反应温度为 2 40～ 2 80℃范围内 ,随着反应温度的升高 ,CO的转化率逐渐增加 ,在 2 70℃达到最大值后开始下降 ;在反应压力为 2 0～ 5 0MPa范围内 ,随着反应压力的升高 ,CO的转化率和二甲醚的选择性逐渐增加 ;在空速为 80 0～ 5 0 0 0h-1范围内 ,随着空速的增加 ,CO的转化率先增加 ,在 30 0 0h 1达到最大值 ,然后逐渐减小 ;催化剂比例对于CO转化率、二甲醚的选择性以及二甲醚的时空收率都有较大的影响 ;在甲醇合成催化剂与脱水催化剂比例为 4～ 5时 ,CO转化率与DME选择性最好。     

固定床合成气制二甲醚的本征动力学研究

在温度220～265℃,压力4.0～6.0MPa,空速1～2L/(g·h),反应原料气各成分体积百分含量H259.82%～68.77%、CO24.45%～34.34%、CO22.04%～2.96%的反应条件下,在固定床管式反应器中进行了合成气在双功能复合催化剂上二甲醚合成过程的本征动力学研究,建立了幂函数型的动力学模型,获得了模型参数,经检验该模型可靠,模型计算值与实验数据吻合良好。     

马来酸二甲酯的合成研究

以顺酐和甲醇为原料,DZH型树脂为催化剂,合成了马来酸二甲酯.考察了反应温度、反应压力和进料空速对酯化反应的影响.实验结果表明,在反应温度90～110℃、反应压力0.6MPa、甲醇与顺酐质量比为1.4、顺酐空速0.74 h-1的条件下,顺酐转化率大于99.6%,二甲酯收率大于98.6%.     

镍基低温甲烷化催化剂的制备与性能

采用中和沉淀法制备了比表面积和孔体积分别为161 m2/g,0.34 cm3/g的镍基低温甲烷化催化剂;同时,使用该催化剂通过甲烷化反应脱除了甲烷氢中的CO与CO2。结果表明:于微反装置中,在体积空速为5 000～10 000 h-1,反应压力为2 MPa,反应温度为150～165 ℃的条件下,可使自制的混合原料气中CO入口体积分数（5 000～6 000）×10-6与CO2的（120～150）×10-6均降至0.100×10-6以下,低温加氢性能与原料适应性良好;在连续1 400 h工业侧线评价试验中,于入口温度为160 ℃,反应压力为2.5 MPa,体积空速为8 000 h-1的条件下,可以使工业侧线粗氢气中CO体积分数由（1 300～2 000）×10-6降至1.0×10-6以下,催化剂具有优异的长周期稳定性。     

新型丙烯醛和丙烯酸催化剂单管工艺试验研究

在模拟工业生产装置上,研究了新型丙烯（C3^=）氧化制丙烯醛（ACR）、ACR氧化制丙烯酸（AA）催化剂的性能,确定了催化剂的操作条件,并在此条件下进行了催化剂稳定性考察。结果表明：C3^=氧化制ACR在空速800－1000h^-1,盐浴温度310℃,C3^=、空气、水的体积比为10：73：17时,C3^=转化率高于98％,ACR收率高于81％,ACR＋AA总收率高于92％,COx收率低于4％;ACR氧化制AA在空速为1420h^-1,盐浴温度为258℃时,ACR转化率高于98％,COx收率低于3％。催化剂运行1000h后的性能良好。     

Fe-Mn催化剂浆态床合成低碳烯烃的反应性能

在浆态床反应器中,对Fe-Mn催化剂上CO加氢合成低碳烯烃的反应性能进行了研究,考察了不同温度、空速和压力下Fe-Mn催化剂的催化性能,并借助XRD和N2物理吸附等手段对催化剂进行了表征。实验结果表明,Fe-Mn催化剂在运行300h后达到稳定运行状态。反应参数的适当调变,可有效提高Fe-Mn催化剂的活性和低碳烯烃收率,并使产物分布得到优化。在n(H2)∶n(CO)=2、320℃、2.0 MPa、合成气空速1 000 h-1的条件下,CO转化率83.10%,CH4选择性11.88%,C5+烃选择性39.06%,C2～4烃中烯烃与烷烃的质量比3.59,低碳烯烃收率38.50 g/m3(基于H2与CO的总体积)。     

MoP/SiO2-TiO2-ZrO2催化喹啉加氢脱氮的反应动力学

 采用共沉淀法和共浸渍法制备了MoP/SiO₂-TiO₂-ZrO₂催化剂。以喹啉为模型化合物,在固定床微反应器中考察了MoP/SiO₂-TiO₂-ZrO₂催化剂的加氢脱氮（HDN）活性;在氢分压2~5 MPa、反应温度300~400℃、氢/油体积比200~800和体积空速2~8 h^-1条件下,建立了其HDN的反应动力学模型。结果表明,MoP/SiO₂-TiO₂-ZrO₂催化喹啉HDN反应中,脱氮率随着反应温度升高先增加后趋于平缓,喹啉转化率则随着反应温度升高略有降低;脱氮率及转化率均随着氢分压增加而增加,随着体积空速增加而降低,而随着氢/油体积比增加变化不大。喹啉HDN的反应动力学模型为带有氮化物吸附的拟一级反应动力学模型,并结合Levenberg-Marquardt(L-M)算法对模型参数进行优化求解。将喹啉HDN反应的脱氮率实验值与模型计算值进行了比较,两者吻合较好,平均相对误差为6.87%。     

C312型中低压甲醇合成催化剂

介绍了西南化工研究设计院新开发的C312型中低压合成甲醇催化剂,并对其性能进行了实验评价。在压力5.0MPa,温度250℃,空速10000h-1,原料气体积组成为CO12.0%～17.0%、CO23.0%～4.5%、N21.0%～12.0%、H270%～74%的条件下,甲醇的时空收率能达到1.91g/(ml·h),CO单程转化率≥75%。在8.0MPa,250℃,空速16000h-1,n(H2)/n(CO2)≈3(原料气中无CO)时,甲醇的时空收率高达0.94g/(ml·h),CO2单程总转化率22.2%。C312型中低压合成甲醇催化剂优异的活性、选择性和耐热性,使其更适用于大型中低压甲醇合成装置。     

碳二馏分加氢催化剂PEC-261的性能评价

对碳二后加氢催化剂PEC-261，根据单段和两段加氢工艺，在乙炔体积分数为0.60%～1.50%，体积空速为3 000 h^-1的工况下，于工业侧线评价装置中进行长周期性能评价。结果表明：高体积分数CO物料的碳二加氢，其乙烯选择性最低为70%，明显高于常规单段碳二加氢的选择性(-20%)；采用两段加氢，可达到较长运行周期和较高选择性的双重效果；单段加氢运行期间反应器出口乙炔体积分数低于2×10^-6，乙烯总选择性达到90%以上，1 000 h长周期运行期间，反应器入口温度仅提高5℃，达到工业装置要求；在原料中有高体积分数CO时，PEC-261催化剂可以满足长周期运行的要求。