甲烷催化部分氧化制合成气反应器的改进

在带空气分布器的固定床反应器中,以空气为氧源,采用NiO-La2O3/MgAl2O4-α-Al2O3催化剂,进行了甲烷催化部分氧化制合成气的研究。考察了空气流量分配比(D)对催化性能、催化剂床层轴向温度分布、催化剂床层轴向原料组成和产物分布的影响。实验结果表明,D不影响催化剂床层出口处的气体组成;当D为80%时,沿催化剂床层轴向n(O2):n(甲烷)可保持在0.10～0.22,催化剂床层入口处的温升明显下降,整个催化剂床层轴向温度分布均匀,表明采用空气分布器有利于提高甲烷部分氧化反应的选择性,抑制了甲烷的完全氧化。     

大型轴向固定床反应器中流体流动的数值模拟

根据固定床反应器内液体的流动特性建立了统一模型控制方程组,提出一种对各相同性或异性多孔介质的平方阻力系数进行估算的方法,对大型固定床反应器中液体通过入口分布器及多孔介质的流动问题进行数值计算。计算结果表明,入口分布器和惰性填料可使反应器内液体流动的均匀性得到明显改善;入口分布器顶部开孔对催化剂床层内液体流速径向分布影响较小;降低分布器高度未对液体流速径向分布产生明显的影响;反应器底部装填瓷球等填料虽有利于改善反应器自由空间区的流体流动的均匀性,但对液体在床层内的流动影响不大。     

惰性膜反应器用于丙烷氧化脱氢制丙烯

研究了惰性陶瓷膜反应器中丙烷氧化脱氢制丙烯反应,采用部分涂覆的多孔陶瓷膜作为空气分布器向V-Mg-O催化剂床层供氧,以降低反应区氧气分压来提高丙烯选择性.用X-射线衍射(XRD)、程序升温脱附(TPD)、程序升温还原(TPR)、低温氮吸附(BET)等方法对催化剂进行了表征.比较了惰性膜反应器(IMR)与传统的固定床反应器(FBR)在丙烷氧化脱氢反应中的性能.结果表明,IMR优于FBR,IMR的丙烯选择性为57.4%,丙烯收率为22.1%.     

轴向固定床反应器内构件的研究

在直径1000mm、高3000mm的轴向固定床冷模装置中研究了气体分布器和瓷球填料对反应器内气流分布的影响结果表明,随着表观气速的增加,反应器内气流的不均匀程度增加;气体分布器可改变床层内气流流形并使气流的径向速度分布趋于均匀;瓷球填料的阻力作用也可使径向气流的速度分布趋于均匀。合适的气体分布器与瓷球填料联合使用能使催化剂床层中气体的径向压差小于0.08kPa。     

在V-Mg-O催化剂上丁烷氧化脱氢制丁二烯和丁烯Ⅰ.反应器的影响

采用惰性膜反应器（IMR）和固定床反应器（FBR）研究了V－Mg-O催化剂上丁烷氧化脱氢制丁二烯和丁烯的反应，采用在陶瓷膜上部分涂釉方法得到的惰性膜的渗透率符合实验要求，用多级全混流模型描述IMR中丁烷氧化脱氢反应，数学模型的计算结果与实验结果相差较小，分析了IMR和FBR中轴向气体分压，反应速率及瞬时选择性的分布，结果表明，用惰性陶瓷膜管作为空气分布器的膜反应器，可以降低丁烷氧化脱氢反应中催化剂床层的氧气分压，提高C4烯烃（丁二烯和丁烯）的选择性。     

带氧分布器的固定床反应器中甲烷-空气-水-二氧化碳制合成气

在带氧分布器的固定床反应器(FR-OD)中进行了Ni基催化剂上CH4-air-H2O-CO2三重整制合成气的研究。在分氧比为80%的条件下,考察了反应条件(压力、炉温、空速以及原料气CO2/CH4体积比)对催化剂床层温度分布和反应性能的影响,并进行了200h的寿命实验。结果表明,在压力为0.8MPa,出口温度为850℃,GHSV为13800h-1,原料气组成为V(CH4)/V(air)/V(H2O)/V(CO2)=1/2.4/0.8/0.4,分氧比为80%的条件下,催化剂床层入口处未出现热点,连续运行200h期间催化剂活性未见下降,以上结果初步表明采用氧分布器后的Ni基催化剂上可以较安全地进行甲烷三重整制合成气的操作。     

天然气或液体燃料现场制氢新工艺

采用常规浸渍法制备了经氧化镧改性的Ni-La/MgAl2O4催化剂,采用共沉淀方法制备了经氧化镧改性的Ni-La/Al2O3催化剂.通过氧分布器向催化剂床层分布引入氧气,研究了天然气催化部分氧化与水蒸气重整耦合绝热反应制氢的性能,结果说明,Ni-La/MgAl2O4催化剂对于天然气绝热转化制氢具有高的催化活性、选择性和稳定性.采用常规固定床反应器研究了氨分解反应的性能,结果说明,Ni-La/Al2O3催化剂对于氨分解制氢具有高的催化活性,以非贵金属镍基催化剂替代贵金属钌基催化剂,用于较低温度下氨分解制氢是可行的.对于液态烃类制氢,采用预转化与带有氧分布器的绝热转化集成工艺,可以从根本上解决催化剂积碳问题.以氧化铝多孔陶瓷管做为支撑体,通过对其表面进行有效修饰和控制制备的技术关键,可以制备高效复合金属钯膜.以氨分解制氢与钯膜分离氢进行技术集成,在维持氢回收率为84%的前提下,在实验的500小时内,氢气的纯度始终保持在～99.97%,透氢量始终保持在30 m3/m3·h附近,说明氨分解催化剂和复合金属钯膜具有长期稳定性.所制备的复合金属钯膜在含有～2%CO的混和气体中可以稳定地用于分离氢气.     

硫磺回收尾气加氢反应活性下降的原因分析及采取的措施

分析了中化泉州石化有限公司硫磺回收Ⅱ列尾气处理单元试车阶段急冷塔系统、烟气SO2浓度和加氢反应系统的异常现象和原因,初步判断为加氢反应活性下降。探讨其活性下降的原因,并通过停工检查确认了主要原因为气体在加氢反应器床层产生了偏流。针对偏流现象产生的原因采取了有效的措施：对反应器入口分布器部分开孔封堵,在床层催化剂顶端装填瓷球筛网,调整反应系统的操作。措施实施再次开工后,反应器床层催化剂的偏流得到了有效抑制,加氢活性明显提高,确保了硫磺回收尾气处理单元各项操作指标正常。     

天然气和二氧化碳转化制合成气的研究 Ⅶ.氧气的影响

采用固定床流动反应装置,考察了镍负载型催化剂上氧气对天然气和CO_2转化制合成气催化性能的影响,测定了催化剂的床层温度分布曲线.发现,随镍负载量增大,产物合成气摩尔百分含量迅速增大,当镍负载量达到一定值后,合成气含量保持不变.当原料气按化学计量比进料时,在800℃产物合成气的干基组成可以达到95%～96%(mol).氧气的加入对合成气含量影响较小,但可以在较宽范围(1.07～0.50)调节CO/H_2的比例.在800℃,CH_4:CO_2:O_2=35:35:17.5(ml/min)条件下,Ni-5催化剂连续使用280h,其活性和选择性几乎保持不变,说明催化剂具有良好的稳定性.在天然气和二氧化碳转化反应体系引入氧气,可以明显地缓和反应体系的强吸热效应,为降低能耗和增大反应器直径从而提高产量提供了可行性.     

BaCO_3/La_2O_3催化剂低温甲烷氧化偶联及床层热点效应

以BaCO3和不同的镧化合物作为催化剂组分,分别采用干混法和湿混法制备了BaCO3质量含量为2.5%～15%的BaCO3/La2O3催化剂,在微型固定床反应器上评价了催化剂的甲烷氧化偶联反应性能,考察了反应条件对催化剂性能的影响,以及催化剂床层中的热点效应,采用XRD和TPR对催化剂的结构和性能进行了表征。结果表明,不同方法制备的BaCO3/La2O3催化剂在较低炉温的条件下都具有好的甲烷氧化偶联反应性能,其中湿混法制备的10%BaCO3/La2O3催化剂性能最好,在烷氧比为2,反应气体空速为36000 mL.g-1.h-1的条件下,反应炉温在125℃时甲烷氧化偶联反应仍能平稳进行。存在于催化剂床层的热点是维持甲烷氧化偶联反应的关键。不同方法制备的BaCO3/La2O3催化剂其物相和氧化还原性能也有一定的差别。     

工业反应过程的开发方法Ⅷ．苯气相乙基化制乙苯固定床反应器的开发

在分子筛催化剂上苯气相乙基化制乙苯过程开发中，根据该反应过程的特点，提出了变床层高度固定床反应器的构想。利用催化剂失活的固定床反应器的数学模型和在分子筛催化剂上苯气相乙基化过程的失活动力学模型，对常规固定床反应器和变床层高度固定床反应器的性能进行了比较，表明变床层高度固定床反应器对延长反应器操作周期和改善反应选择性均有显著作用。上述结论已为３００吨／年乙苯中试反应器的运转结果所证实。     

降低固定床渣油加氢反应器径向温差的技术措施

渣油加氢装置原料黏度大,在催化剂床层易发生流体分布不均的现象,如不采取有效措施,在开工初期极易发生床层径向温差大、过早出现床层热点的问题,不但降低催化剂利用率,还会产生安全隐患。中国石化海南炼油化工有限公司在生产实践中通过优化开工方案、调整操作以及使用更高效的反应器入口物流分配器,可有效改善固定床渣油加氢反应器催化剂床层流体分布,降低径向温差,实现催化剂的高效利用。     

一种可减少烟气脱硫费用的新催化剂

日本横滨的千代田公司开发出一项烟气脱硫工艺 ,采用炭基催化剂。与常用的方法相比 ,可降低能耗达 40 %。烟气在进入装填有新催化剂的固定床反应器之前 ,用一台静电沉降器进行气体除尘并且进行增湿。烟气中的ＳＯ2 在 32 3Ｋ温度及常压下 ,与氧气和水进行反应而生成硫酸。ＳＯ2 脱除效率达 99.5 %。已建成一座示范工厂。一种可减少烟气脱硫费用的新催化剂     

浆态床反应器中含氮合成气合成二甲醚的研究

Cu ZnO Al2O3甲醇合成催化剂和HZSM 5分子筛通过机械混合制备了合成气直接合成二甲醚催化剂,并在浆态床反应器中进行了含氮合成气制二甲醚的研究,考察了各种工艺条件对二甲醚合成性能的影响。结果表明:转子转速、原料气空速、反应压力和温度均对催化剂的反应性能有影响。采用浆态床反应器合成二甲醚,可实现等温操作并可使反应热及时移出,从而避免催化剂床层形成热点,使催化剂失活减缓,但CO转化率和二甲醚选择性相对较低。采用浆态床反应器与固定床反应器集成技术,不仅可以解决催化剂床层形成热点问题,还可得到90%的CO转化率和75%的二甲醚选择性,并使催化剂保持高的稳定性,二甲醚收率为68%。     

“D形”无底扇形筒在逆流床连续重整装置应用

径向反应器在连续重整装置得到了广泛的应用,扇形筒是径向反应器重要的内构件之一。油气自反应器入口进入反应器后,通过立于反应器器壁周围的扇形筒径向通过催化剂床层发生化学反应。作为油气进入反应器床层的重要通道,扇形筒的运行状况对连续重整装置的运行有很大的影响。     

上流式微膨胀床渣油加氢反应器工艺研究

在冷模反应器内 ,考察了模拟原料油和气体流动对催化剂床层膨胀率的影响 ;在上流式微膨胀床反应器内 ,以中东渣油为原料 ,考察了温度、空速对杂质脱除率的影响。冷模试验结果表明 ,在通常的空速和氢油比范围内 ,床层膨胀率可以控制在 10 %以内 ;试验结果表明 ,在上流式微膨胀床反应器内 ,主要发生脱金属和脱硫反应 ,从而起到保护下游固定床反应器的作用。     

烃类催化裂解和氧化耦合反应制低碳烯烃

烃类催化裂解反应是强吸热过程,而金属氧化物和烃类的氧化反应是放热反应。在反应器中使两类反应同时进行,通过热量的耦合,提供部分催化裂解反应所需的热量。采用脉冲反应和固定床绝热反应装置对这种耦合反应进行了研究。脉冲反应结果表明,金属氧化物和烃类发生氧化反应(放热反应)存在热量耦合的作用。固定床绝热反应结果表明,与纯催化裂解催化剂(低碳烯烃(乙烯+丙烯)的收率为25.79%)相比,含有金属氧化物(CuO和M n2O3)的耦合催化剂在反应过程中金属氧化物被还原,同时生成H2O和COx,催化剂的床层温度随反应的进行温降幅度减小,低碳烯烃(乙烯+丙烯)的收率增加幅度不大(26.16%),说明该反应存在热量耦合的作用。     

2.2Mt/a蜡油加氢装置第一周期运行分析

介绍中国石油化工股份有限公司洛阳分公司2.2 Mt/a蜡油加氢装置第一周期运行情况。该装置采用抚顺石油化工研究院研制的新型FF-18(Ni-Mo/γ-Al2O3)催化剂,保护剂为FZC-100,FZC-102B,FZC-103,FZC-204。在装置处理量235～275 t/h下,反应器床层径向温差最大2.1℃,最小0.2℃,说明径向温度分布均匀、温差小、催化剂装填均匀、床层内的沟流效应很小。在反应器入口温度365℃,系统压力10.72 MPa下,催化剂在使用周期末期,反应器入口温度只比初期设计温度高8℃,而负荷率在104%情况下,平均脱硫率在80%以上,精制蜡油平均硫质量分数为0.138%,低于产品指标值(小于0.16%),说明新型催化剂FF-18相对活性仍然较高,稳定性较好。     

使用超微镍基负载型催化剂的苯加氢固定床反应器模拟

介绍对工业化超微镍基负载型催化剂苯加氢反应器进行数学模拟的情况,建立了列管式固定床反应器的拟均相一维模型,用四阶-龙格库塔法求解计算,通过计算机模拟超微镍基负载型催化剂苯加氢固定床反应器,找到该反应器的热点温度和热点位置,并对床层不同分段数进行了模拟比较,模拟结果表明,催化剂分4段填装为好,热点温度为183.43℃,热点位置在距反应器入口2m处,这4段催化剂床层的最佳稀释比依次为1:38.0,1:32.6,1:27.5,1:17.3.     

丙烷氧化脱氢反应工艺模拟与分析

丙烷氧化脱氢(ODHP)是丙烯生产新工艺,有较高的节能潜力。采用Aspen软件热力学分析不同流量O_2、H_2O(水蒸气)及反应温度对丙烯产率的影响;基于文献实验提供的动力学反应模型,建立了平推流反应器单元模型,并进行稳态模拟,结果基本符合工业反应装置实际情况,分析了丙烯产率的影响因素,得出优化后的H_2O、催化剂和O_2使丙烯产率分别提高25%、19%和7%左右;运用Comsol软件对R1反应器进行耦合计算,对R2氧化反应器氧气分布器结构进行初步研究。