生物油水蒸气重整制氢过程中的积碳研究

以浸渍法制备的 Ni/Al₂O₃为催化剂,在固定床反应器中对生物油水蒸气重整制氢过程的积碳进行了研究。实验结果表明,随反应温度的升高,积碳速率和整体积碳率先升高后降低,在 600 ℃左右积碳速率和整体积碳率达到最大值,分别为 143.68 mg/(g·h)和 24.89%。随水碳摩尔比的增加,积碳速率和整体积碳率逐渐降低,当水碳摩尔比从 1 增加到 4 时,积碳速率降低了 72.79%,整体积碳率下降了 72.77 百分点。催化剂积碳分析结果表明,积碳和烧结是造成催化剂失活的主要原因,催化剂积碳主要以丝状碳形式存在。     

甲醇制烯烃反应过程中SAPO-34分子筛催化剂的积碳行为研究

在固定床积分反应器内考察了甲醇制烯烃反应过程中SAPO-34分子筛催化剂(以下简称催化剂)上积碳的生成规律,实验结果表明,随着反应温度的升高,催化剂积碳量呈指数规律增长,反应初始阶段的积碳生成速率很快,随后趋于平缓;用水作稀释剂,可以有效地减缓催化剂的积碳速率;催化剂床层内呈现明显的积碳分布,床层入口处的积碳量(质量分数)平均为9.56%,而出口处的积碳量仅为3.20%,符合平行失活机理。积碳催化剂的傅里叶变换红外光谱和热重分析结果表明,反应温度不同,积碳的组成也不同,较低反应温度下生成的积碳主要以脂肪烃为主,而在较高的反应温度下,积碳中多环芳烃的比例增大。     

甲苯歧化反应中ZSM-5沸石催化剂积碳规律的研究

采用积分反应器研究了甲苯非临氢歧化反应中ZSM-5沸石催化剂的积碳规律,得到了积碳速率与反应时间的关联式,并考察了不同反应参数对积碳的影响。结果表明,随着歧化反应的进行,积碳量逐渐增加,而积碳速率逐渐下降;提高反应温度及使用低硅铝比的沸石催化剂,均导致积碳及失活速率加快;在实验范围内,空速及催化剂颗粒度对积碳过程无显著影响。此外,反应初期催化剂上的少量积碳有利于甲苯歧化反应,但积碳量达到一定程度后,甲苯转化率及二甲苯收率均显著下降。     

积碳对MCM-22分子筛催化剂上1-丁烯骨架异构化反应的影响

采用氨程序升温脱附、热重-差热分析、气相色谱-质谱、元素分析、氮吸附及扫描电镜对1-丁烯骨架异构化反应中 MCM-22分子筛催化剂(简称催化剂)表面的积碳进行了表征和分析。结合催化剂活性的变化,对积碳的种类、位置、影响因素以及积碳对反应机理的影响进行了探讨。分析结果表明,适量的积碳有益于改进催化剂的催化性能,催化剂的酸中心强度、浓度和孔结构对积碳的形成均有很大的影响。反应初期积碳主要在催化剂的外表面形成,并导致外表面的大量酸中心被覆盖,而后在其内表面缓慢积碳。在反应过程中,催化剂表面形成的脂肪烃类积碳逐渐向不饱和的芳香烃类积碳转变。1-丁烯骨架异构化反应主要通过单分子机理进行。     

喷油嘴偶件喷孔防积碳涂层的研究

喷油嘴偶件喷孔积碳可导致柴油机性能指标下降乃至使用寿命的缩短,研究人员通过对喷油嘴偶件针阀体喷油端的外表面及喷孔的孔壁进行防积碳涂层处理,并进行流量对比试验和热机试验,验证了该喷油嘴偶件经防积碳涂层处理后,能够减小积碳的附着强度和提高喷孔流量系数。     

Ni基催化剂对甲烷-二氧化碳重整反应的研究

考察了稀土助剂对催化剂的活性和抗积碳性能的影响;并测定了催化剂上的积碳量;运用CO-TPD、CO2-TPD、TPR、XPS和XRD等测试技术对催化剂进行表征,并与催化剂的抗积碳性能相关联.     

乙醇脱水制乙烯中亚微米ZSM-5分子筛催化剂的积碳研究

在固定床反应器中研究了乙醇脱水反应中亚微米ZSM-5分子筛催化剂上乙醇、乙醚和乙烯的反应及积碳行为,采用TG、低温氮气吸附-脱附、吡啶吸附红外光谱和~13C NMR等方法对催化剂进行了表征,以考察分子筛催化剂的积碳行为及乙醇脱水反应机理。实验结果表明,乙醚是乙醇脱水生成乙烯的中间体,而乙烯低聚是积碳的主要来源;积碳的主要组成可能是烷基芳烃,而积碳速率与反应混合物中的烯烃含量及水含量有关,ZSM-5分子筛催化剂上各物质积碳速率由快到慢的顺序:乙烯>乙烯+水>乙醚>乙醇;在线反应100 h后,积碳堵塞了70%以上的催化剂孔道,并且消耗了80%以上的催化剂酸中心,因而导致催化剂活件有所降低。     

天然气一段转化催化剂积碳原因分析

本文概述了天然气一段转化催化剂积碳的原因，提出了积碳模型和预防措施。     

CH_4/C_3H_8部分氧化-CO_2重整反应的积碳研究

研究了Ni基催化剂在CH4/C3H8部分氧化-CO2重整反应中的催化性能和抗积碳性能。采用程序升温表面反应-质谱示踪、透射电子显微镜、热重-差热分析和Raman光谱等方法研究了反应后Ni基催化剂上的积碳物种和形态;采用程序升温氧化和程序升温加氢方法研究了Ni基催化剂上CH4裂解所形成的积碳。研究结果表明,O2可消除不与CO2反应的积碳;降低催化剂表面酸性有利于提高催化剂的抗积碳性能;CH4在Ni基催化剂上裂解形成3种氢含量不同的积碳Cα,Cβ,Cγ,800℃时H2只能消除反应活性较高的C,而O可消除全部积碳;C可形成类石墨碳,导致催化剂失活。     

ZSM-5分子筛的碳四裂解性能及积碳研究

以1,6-己二胺为模板剂,在水热体系中合成了不同硅铝比的ZSM-5分子筛,考察了该系列分子筛的碳四烯烃裂解反应性能。实验结果表明,与低硅铝比的ZSM-5分子筛相比,高硅铝比的ZSM-5分子筛具有更高的稳定性及丙烯选择性,是更适合碳四烯烃裂解制丙烯的催化剂。采用13C CP-MAS NMR、Raman光谱、DTG和元素分析等多种表征手段对ZSM-5分子筛的积碳进行了研究。表征结果显示,ZSM-5分子筛中积碳量以及积碳类型均随反应时间的延长而发生明显的变化,积碳量随反应时间的延长而增加;积碳类型初期主要以脂肪族碳氢化合物为主,随反应的进行,积碳类型向芳香族碳氢化合物及类石墨型积碳转变。     

乙烯炉管结焦抑制剂的实验室研究

分析了乙烯炉管结焦抑制剂的作用机理，根据结焦机理分别制备了结焦抑制剂的单剂，并在评价装置上考察了单剂的阻焦效果。将性能优良的单荆再进行复配，评价、筛选出的1号结焦抑制剂，在加剂量为200ug／g时，阻焦率达到90％以上。     

吸热型碳氢燃料高温结焦抑制方法研究进展

利用吸热型碳氢燃料作为冷却剂为高超音速飞行器提供主动热防护具有重大发展前景,但碳氢燃料在高温下结焦会造成传热恶化和系统热防护能力下降。因此,综述分析了碳氢燃料结焦的机理,并着重总结了碳氢燃料高温结焦的不同抑制方法。研究表明：惰性涂层能够覆盖反应管壁活性金属位点,抑制丝状焦;催化涂层不仅能够抑制丝状焦,也能够减少无定形焦;结焦抑制剂能够钝化活性金属位点,抑制结焦;供氢体能够抑制氢转移反应产生的结焦前身物;此外优化反应管的形状、粗糙度等参数也能够减少结焦。最后,针对结焦抑制的方法进行展望,建立更加高效的结焦抑制方法对主动热防护技术发展至关重要。     

缓焦剂缓焦效果快速评价方法的研究

基于对缓焦剂缓焦机理的分析，通过提出相对结焦母体产率函数、实测相对结焦因子及理论相对结焦因子等概念，以消除反应历程不同对缓焦剂性能评价的干扰；通过提出评价不确定区间概念，以消除人为及分析误差对缓焦剂评价的干扰；并用特制评价仪器对某缓焦剂进行了快速评价。     

焦化加热炉炉管结焦与控制

焦化加热炉的工作条件较苛刻,炉管内的结焦难以避免。结焦量直接影响装置处理量及管内的流动状态,困扰整个装置的正常生产。该文通过长期对焦化加热炉炉管的结焦监测,总结出炉管的结焦计算公式,并提出了结焦指数,用于调整工艺操作,取得了一定的效果,对延长加热炉的运转周期和炉管的使用寿命,有一定的指导意义。     

HP40合金试样氧化表面催化结焦

以石脑油为裂解原料,在850℃下进行了HP40合金试样氧化表面的催化结焦实验。采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)和拉曼光谱表征了HP40合金试样的氧化层和结焦层。结果表明,HP40合金试样表面氧化层疏松、多孔,主要由(Cr, Fe)尖晶石和少量的Fe2O3组成。在结焦初始阶段,结焦速率较大,然而随着结焦实验时间的增加,结焦速率开始降低,最后趋于稳定值0.0084mg/(cm2.min)。在形核阶段,结焦层的粒子直径约为1μm,在催化结焦的后期,丝状焦直径约为0.2μm,当结焦机理为热裂解结焦时,丝状焦直径又增加到0.5μm。     

渣油催化裂化生焦反应集总动力学模型的研究

在柴油馏分和重馏分油催化裂化生焦反应集总动力学模型研究的基础，通过生焦反应试验和动力学参数估计，建立渣油催化裂化生焦反应十集总动力学模型。结果表明，反应系统气相和液相均符合催化生焦机理的动力学模型，具有较好的拟合试验数据能力和良好的外推性，并符合催化裂化生焦反应规律。     

重质原油焦化和传统减压渣油焦化的对比研究

重质原油直接焦化工艺路线已成为一些炼油企业首选的加工劣质原油的方案。介绍了重质原油直接焦化装置的特点,对重质原油焦化与传统减压渣油焦化的腐蚀类型、产品分布、加热炉及焦炭塔运行情况、开工过程操作情况等方面进行比较。 减压渣油焦化的腐蚀类型主要包括高温硫腐蚀、低温硫化氢腐蚀,而重质原油焦化的腐蚀类型主要为环烷酸腐蚀;相同循环比下,重质原油焦化的中间组分收率较高,而减压渣油焦化的焦炭、富气产率较高,总液体收率较低;重质原油焦化的加热炉结焦倾向远低于减压渣油焦化的加热炉;重质原油焦化装置焦炭塔内的气相线速略低于减压渣油焦化装置。     

全站仪在焦炭塔几何尺寸测量中的应用

介绍了一种用于已经产生塔体鼓凸变形及塔体倾斜的焦炭塔几何尺寸测量的仪器——全站仪。采用全站仪可对已长期使用的焦炭塔的所有几何尺寸进行测量以评定其变形或倾斜的程度。全站仪采用统一的测量方法与标准,解决了以前对焦炭塔几何尺寸测量方法不统一、不规范和测量结果不准确的缺陷,从而使测量数据具有可比性、可追溯性。     

可调循环比延迟焦化分馏塔底油结焦倾向评价

在重油热加工性能评价装置上,以取自某厂延迟焦化装置的减压渣油、焦化辐射段进料、循环油以及经蒸馏切割得到的大于450℃重循环油为原料,对延迟焦化装置的结焦倾向进行评价实验。该装置采用中石化洛阳工程有限公司开发的可调循环比延迟焦化工艺技术,以甲苯不溶物的生成量来表征油品的结焦倾向,考察反应温度及反应时间对油品中甲苯不溶物生成量的影响,得到了4种重油在360℃下的临界结焦曲线,以及循环油在360℃和380℃下的临界结焦曲线。分析了油品性质对结焦倾向的影响。实验表明:结焦倾向与油品性质有关,在相同条件下,采用可调节循环比的延迟焦化工艺技术能减少焦化分馏塔底的结焦,从而可延长延迟焦化装置的运行周期。     

焦化蜡油焦粉脱除技术研究进展

因延迟焦化工艺的特殊性,焦化蜡油中不可避免会携带焦粉。基于焦粉携带对焦化蜡油后续加工处理过程造成困难的分析,对优化操作条件降低焦化蜡油焦粉携带的方法进行了阐述,介绍了利用沉降和过滤等实现焦化蜡油焦粉脱除的机械分离方法。重点总结了磁絮凝沉降法、旋流分离法、反冲洗分离法及陶瓷膜过滤法等几种焦化蜡油焦粉脱除技术的研究进展,并介绍了各种焦粉脱除技术的优、缺点,简单分析了可借鉴的其它液固分离方法。可为焦化蜡油焦粉脱除新技术研发提供思路,从而实现焦化蜡油后续加工装置的长周期平稳运行。