MTO积炭催化剂在O2/CO2气氛中的再生动力学

为了开发一种既能满足甲醇/二甲醚制烯烃(DMTO)积炭催化剂再生要求,又可以富集再生尾气中CO_2技术,在热重分析仪上采用等温和非等温方法对工业流化床反应器中积炭催化剂进行O_2/CO_2气氛中的再生动力学研究。结果表明,积炭DMTO催化剂O_2/CO_2气氛中再生反应速率对催化剂积炭含量表现为一级反应。两种方法下得到的空气再生活化能有所不同,等温方法得到再生活化能约为70 kJ/mol,而非等温方法得到再生活化能约为80 kJ/mol。所得动力学对于O_2/CO_2气氛下燃烧再生器的设计和操作优化有重要的意义。     

加料方式对Cu-Co合成低碳醇催化剂性能的影响

低碳醇在汽油添加剂或汽油替代品减少尾气排放等方面具有潜在用途,用煤和天然气经合成气合成低碳醇的Cu-Co催化剂在较为缓和条件下具有较高的催化活性和C₂+OH醇选择性。采用不同沉淀方法制备系列Cu-Co催化剂,通过XRD、XPS、TPR和BET考察加料方式对催化剂前驱体和催化剂性能的影响。在5.0 MPa、250 ℃和空速5 000 h^-1条件下,使用加压固定床反应器考察合成低碳醇活性。研究结果表明,加料方式对催化剂性能有较大影响,采用共沉淀法制备的催化剂颗粒中各组分以纳米大小均匀分布,C₂+OH醇选择性最高;采用正加法制备的催化剂活性和C₂+OH醇选择性最低,催化剂颗粒中活性组分的分布呈壳层分布,Co在颗粒的表面富集;采用并流法和反加法制备的催化剂的醇分布遵从ASF规则,其链增长因子为0.42。实验结果表明,当Cu和Co在催化剂颗粒中以原子尺度分布时,催化活性最好。     

再生时间对甲醇制烯烃催化剂水蒸气再生过程的影响

对甲醇制烯烃（MTO）过程失活催化剂采用水蒸气再生不仅可以减少二氧化碳排放,而且能提高低碳烯烃选择性,具有很好的应用前景。本文针对工业MTO过程使用的SAPO-34分子筛催化剂,研究了再生时间对水蒸气再生过程的影响。采用XRD、NH₃-TPD、TGA、FTIR、GC-MS以及N₂物理吸脱附表征手段对再生催化剂样品的晶体结构、酸性、残炭性质以及结构参数进行了表征,并考察再生催化剂的MTO反应性能。结果表明,再生时间越长,再生催化剂上残炭量越低,其酸性、比表面积和孔结构等能较好地恢复,在MTO反应中表现出更长的催化寿命。在再生过程中,催化剂上的残炭物种由芘、菲等大分子量的有机物转变为对MTO具有反应活性的萘等小分子有机物;但是可溶性残炭物种随着再生时间的延长而减少,从而使得初始低碳烯烃选择性有所降低。     

1.80Mt/a甲醇进料DMTO工艺技术及其装置特点

甲醇制烯烃技术(DMTO,Dimethylether/Methanol to Olefin)是中科院大连化学物理研究所与中石化洛阳工程有限公司和新兴能源科技公司合作开发的具有自主知识产权的低碳烯烃生产新技术。2010年8月采用DMTO技术的世界上首套甲醇制烯烃工业装置在神华包头投料开车成功;2013年2月宁波禾元的DMTO工业装置也投入运行。这两套装置的甲醇进料量均为1.80 Mt/a,烯烃产量为600 kt/a。本文对DMTO工艺机理、工程设计特点和投料运行进行了介绍。DMTO工业装置运行结果表明,DMTO专用催化剂具有非常好的活性、选择性及抗磨损性能;采用大型浅层密相流化床反应器可以发挥催化剂性能,保障反应床层恒温及提高运行可靠性。为了减少开工阶段喷燃烧油可能对催化剂带来的不利影响,两套工业装置的投料开车均采用首创的利用反应热来进行再生器和反应器升温的方法。DMTO工业装置稳定运行时甲醇转化率接近100%,双烯选择性达到80%。72 h标定结果显示,生产1 t烯烃所需要的甲醇原料约为2.97 t。     

Cu-Co合成低碳醇催化剂的性能

用不同的沉淀方法制备了Cu-Co催化剂,用XRD,XPS,TPR和BET技术对催化剂前体以及催化剂的物相等进行了表征,用固定床反应器考察了催化剂的合成低碳醇活性。结果表明:用并流共沉淀法制备催化剂时,催化剂是由细小的CuO晶粒和Co3O4晶粒以紧密排列的形式均匀分散在颗粒中,CuO和Co3O4间的相互作用大于用其他方法制备的催化剂。同时,用并流法制备的催化剂的低碳醇合成活性以及醇选择性都好于用其他方法制备的催化剂。用分步沉淀法制备催化剂时,催化剂的二次粒子是由内部富CuO和外层富Co3O4的颗粒组成。由此制备的催化剂具有较小的比表面积,催化活性和醇选择性较低,而有利于烃的生成和CO水煤气变换反应。     

氯甲烷在镁修饰的ZSM-5分子筛催化剂上催化转化研究

在镁修饰的ZSM-5分子筛催化剂上,氯甲烷可以被催化转化为烃类产品。分别采用了离子交换和浸渍的方法来修饰ZSM-5分子筛。离子交换的Mg-ZSM-5催化剂和浸渍的Mg/ZSM-5催化剂都可以提高反应产物中的低碳烯烃的选择性,降低烷烃的选择性,并且保持较高的反应活性,但高的浸渍量对反应活性有一定的影响。NH3-TPD的结果表明,浸渍镁的ZSM-5催化剂的强酸中心数目明显减少。镁的修饰对催化剂酸性的影响导致了产物中低碳烯烃的增加。浸渍Mg的ZSM-5催化剂是潜在氯甲烷转化生成低碳烯烃的催化剂。     

丁二烯调聚经甲辛醚制1-辛烯

丁二烯与甲醇经调聚反应生成2,7-辛二烯甲醚,加氢精制后得到的甲辛醚在γ-Al2O3催化剂作用下裂解生成1-辛烯。在一定的调聚反应条件下,2,7-辛二烯甲醚的精馏收率不小于88%(纯度不小于99%)。以Pd/C为加氢催化剂,2,7-辛二烯甲醚转化率及甲辛醚选择性均达100%。采用γ-Al2O3对甲辛醚裂解制1-辛烯的过程进行考察,结果表明,催化剂的催化性能除与酸强度有关外,与其结构有密切关系,具有较大的孔径和比表面积的γ-Al2O3催化剂是甲辛醚催化裂解的较佳催化剂,高的催化选择性需要较弱的酸中心和较大的孔径。在甲辛醚进料空速1～3h-1、反应温度280～330℃的条件下,甲辛醚单程转化率94%～96%,1-辛烯选择性87%左右,单程收率83%。     

沉淀温度对CuO/ZnO/Al_2O_3系催化剂前驱体性质的影响

用并流共沉淀方法制备了一系列CuO/ZnO/Al2O3催化剂前驱体及催化剂,用XRD、TG-DTG、TPR及微反活性评价等技术考察了沉淀温度对催化剂前驱体物相组成及焙烧后物相中CuO-ZnO间的作用情况,研究表明沉淀温度主要影响前驱体中各物相的转变速率及Cu2+、Zn2+的同晶取代速率。前驱体中(Cu,Zn)2CO3(OH)2和(Zn,Cu)5(CO3)2(OH)6两种物相是生成高活性CuO-ZnO催化剂的主要物相,而(Zn,Cu)5(CO3)2(OH)6对提高催化剂的活性更为重要。     

“现代煤化工高质量发展”专题

当前,我国站在实现“两个一百年”奋斗目标的历史交汇点上,胸怀百年未有之大变局和中华民族伟大复兴战略全局,面对全球疫情冲击、逆全球化思想抬头、地缘政治风险加剧和国际能源市场剧烈波动等挑战,保障我国能源安全生产和供给的重要性进一步凸显。2020年,习近平总书记从人类命运共同体理念高度,向全世界做出中国二氧化碳(CO₂)排放力争于2030年前达到峰值,努力争取在2060年前实现碳中和的承诺,同时也为中国的绿色低碳发展确定了时间表和路线图。     

S355ML+Z35钢板厚度方向性能不合格原因分析

某公司生产的规格为PL20mm×3 000mm×12 000mm的S355ML+Z35钢板在使用前复验检出厚度方向(z向)性能不合格。采用断口宏观分析、化学成分分析、力学性能测试、金相检验等方法,对S355ML+Z35钢板z向性能不合格原因进行了分析。结果表明:z向性能不合格是由该板材试样不当的焊接操作造成的。建议规范CO_2气体保护电弧焊的焊接操作,减少焊缝中的扩散氢。