酸性树脂催化剂上丙烯醛水合动力学研究

以阳离子交换树脂为催化剂，对丙烯醛水合本征动力学进行了研究，通过热力学和动力学分析建立了丙烯醛水合反应动力学模型。实验结果表明，丙烯醛的水合具有一级串联不可逆的特征。根据实验数据，用最小二乘法，得到了本征动力学模型参数。统计检验结果表明，建立的丙烯醛水合反应动力学模型是可行的。     

阳离子树脂催化丙烯醛水合反应

采用釜式反应器,对13种阳离子交换树脂催化丙烯醛水合反应的活性和选择性进行考察,筛选出适合丙烯醛水合反应的树脂催化剂。在固定床反应器中,考察了温度、空速和丙烯醛质量分数等条件对选定的树脂催化丙烯醛水合制备3-羟基丙醛反应的影响,并通过正交实验优化了工艺条件。     

强酸性阳离子树脂催化丙烯醛水合反应的研究

以强酸性阳离子树脂为催化剂,考察了在间歇式和固定床中两种不同方式下的丙烯醛水合反应情况,并研究了此类树脂催化丙烯醛水合工艺条件。结果表明,D072型强酸性树脂因其酸性强,催化丙烯醛水合反应时存在着反应温度低、转化率高等特点,但产物选择性较低;在所选两种不同反应方式中,间歇式反应需时较长,且容易控制丙烯醛分子在催化剂表面的停留时间,丙烯醛的转化率及产物3-羟基丙醛的选择性最高可达到60.00%和63.01%;在连续反应中,丙烯醛转化率仅为45.57%,产物选择性为65.24%,产率低于间歇反应。连续反应中因省略了催化剂的分离过程,并可以有效地减少丙烯醛的挥发,因此更加有利于工业化生产。     

环戊烯水合反应本征动力学的研究

以强酸性阳离子交换树脂为催化剂,对环戊烯水合制环戊醇反应的本征动力学进行了研究。在此基础上,排除内外扩散对水合反应的影响因素后,采用高斯-牛顿法,根据试验数据进行参数估算,得到了本征动力学模型参数。统计检验结果表明,所建立的动力学模型是适当的,可近似描述环戊烯水合制取环戊醇的反应过程。     

丙烯醛水合催化剂的研究进展

介绍了国内外关于丙烯醛水合制备3-羟基丙醛催化剂的研究进展。重点对多种类催化剂催化效果进行了介绍,并对其工业化应用可行性进行了评价及比较。     

丙烯醛水合加氢制1，3—丙二醇

考察了丙烯醛水合及3-羟基丙醛加氢制1，3-丙二醇的工艺条件。在装有阳离子交换树脂催化剂的固定床层反应中，当水合温度40～55℃，空速3～5h^-1、丙烯醛质量分数13%～17%，并加入少量对苯二酚阻聚剂时，丙烯醛单程转化率可达到85%，选择性大于90%，在高压釜内进行3-羟基丙醛加氢时，催化剂投料量1.5%～2.0%，一段加氢温度30～50℃，二段加氢温度110～130℃，氢气压力6.0MPa，搅拌速度500r/min，使用细颗粒Raney镍催化剂，可使3-羟基丙醛加氢转化率达到100%，1，3-丙二醇的选择性也在99%以上，在产品中醛基含量小于300μg/g。     

甲基丙烯醛的合成

以甲醛、丙醛和含仲胺功能基的330弱碱性环氧系阴离子交换树脂(简称330树脂)为原料,经Mannich反应和Mannich碱热分解反应合成了甲基丙烯醛;考察了反应条件对丙醛转化率和甲基丙烯醛选择性的影响,得到了适宜的反应条件。实验结果表明,在n(丙醛)∶n(甲醛)∶n(330树脂中的仲胺)=1.0∶1.1∶1.0、Mannich反应温度45℃、Mannich反应时间50 min、分解温度75℃、分解时间70 min的反应条件下,丙醛转化率达99.5%、甲基丙烯醛选择性达93.1%。反应完成后,经过滤,330弱碱性环氧系阴离子交换树脂可从反应体系中分离并经稀酸和稀碱再生处理后可循环使用。循环实验结果表明,330树脂循环使用5次后,丙醛转化率变化不大。     

3—羟基丙醛加氢固定床催化剂的研究

考察了可用于3－羟基丙醛加氢的固定床催化剂，对加氢反应的压力、温度、反应体系中各组分的变化和催化剂活性稳定性等进行了研究。在一段加氢温度为30－50℃、二段加氢温度为110－130℃左右、氢气压力为6MPa、3－羟基丙醛浓度为10％－15％的条件下，催化剂的选择性达到99％以上，3－羟基丙醛加氢转化率可达到100％。在此基础上又重新研制了一种新型的催化剂，初步评价其活性提高。     

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。     

CO偶联反应制草酸二甲酯本征动力学的研究

研究了CO偶联反应制草酸二甲酯(DMO)的本征反应动力学。根据最新的机理研究的结果,提出了新的本征动力学模型。根据动力学实验数据发现催化剂表面反应是CO偶联反应的控制步骤。此外,通过动力学研究获得了CO偶联反应制DMO的本征反应动力学方程。     

环戊醇液相脱氢本征动力学

以Raney镍为催化剂,对环戊醇脱氢制环戊酮的本征动力学进行了研究。首先通过热力学分析消除了环戊酮加氢逆反应的可能性,并通过机理讨论,认为可以用指数形式来表达环戊醇脱氢速率。采用高斯-牛顿法,根据实验数据进行参数估算,得到了本征动力学模型参数,经统计检验表明,所得动力学模型是适当的。该反应的速率方程为-dcA/dt=kc2A,反应活化能为63 05kJ/mol,反应速率常数为3 1×104exp(-63050/RT)。在动力学研究的基础上,对脱氢微观机理进行了讨论。     

CM－3－1催化剂上甲醇脱水生成二甲醚的动力学研究Ⅰ．本征动力学

采用等温积分反应器研究了常压下甲醇在ＣＭ－３－１催化剂上脱水生成二甲醚的本征动力学，得到的动力学方程为：γＭ＝８．４２４５×１０１０ｅ－１２５４３６ＲＴｙＭ１．９８８ｙＤ－０．１３７ｙＷ０．１３６（１－ｙＤｙＷＫｐｙ２Ｍ）（ｍｏｌ／ｇ·ｈ）该动力学方程可园整为：γＭ＝５．５０×１０１０ｅ－１２２８６７ＲＴｙ２Ｍ（１－ｙＤｙＷＫｐｙ２Ｍ）（ｍｏｌ／ｇ·ｈ）该催化剂是化工部西南化工研究院开发的气相法甲醇脱水制取二甲醚催化剂，已在广东中山精细化工厂投入工业使用。     

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。     

SC309催化剂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SC309型催化剂甲醇合成反应本征动力学数据。实验采用粒度为0.154mm～0.198mm的细颗粒催化剂,反应温度为180℃～260℃,反应压力为4MPa～8MPa,体积空速为4000h-1～10000h-1。选取L-H型方程建立了以各组分逸度表示的CO、CO2加氢合成甲醇反应本征动力学模型,使用通用全局马夸特算法进行参数估值,获得动力学模型参数。残差分析和统计检验表明,动力学模型是适宜的。实验结果表明,CO、CO2转化率在实验条件范围内随温度的升高先增加后降低,在240℃左右存在最大值,随压力的升高而增加,随空速的升高而降低。     

碘催化甲烷气-液氧化反应本征动力学研究

在高压反应釜中,以发烟硫酸为溶剂,碘为催化剂,温度为443~473K、甲烷压力3.0MPa的条件下进行了甲烷气-液氧化反应。通过对实验数据的拟合得出本征动力学反应速率方程为:-rA=kCA,其中,443K、453K、463K和473K温度下的反应速率常数分别为0.0271、0.0284、0.0344和0.0391,活化能E为22.49kJmol-1,频率因子k0为11.75min-1。     

胶凝酸反应动力学试验研究

胶凝酸是目前酸化压裂技术中广泛应用的一种酸液体系,具有良好的缓速、降滤失、造缝、携砂与减阻性能,并能减轻二次伤害,在低渗透油气藏改造中,可有效提高酸的穿透距离和酸蚀裂缝的导流能力.介绍了胶凝酸反应动力学的试验方法及基本原理,开展了普通酸和胶凝酸与灰岩的反应动力学试验,得出不同条件下的酸岩反应动力学参数及反应动力学方程.从试验结果可以看出,在相同温度和酸液浓度条件下,普通酸的反应速度大于胶凝酸反应速度,普通酸的反应速度为胶凝酸的2～3倍;温度对酸岩反应速度的影响较大,在相同酸液浓度下,温度升高,酸岩反应速度增加,其中普通酸反应速度增加明显,胶凝酸增加缓慢.     

由煤矸石制取NaX型沸石

以煤矿的废弃物煤矸石为原料 ,经Na2 CO3或NaOH碱熔活化和水热合成获得纯度、结晶度均较高的NaX型沸石。考察了碱量、水量、晶化时间、碱熔温度等因素对产物质量的影响 ,并与常规合成法反应体系进行对比。用XRD、IR、低温N2 吸附、常压流动法吸附、UV -VIS等手段对所得的NaX型沸石进行表征。利用XRD、TG -DTG等手段研究了碱熔物的结构。     

费托合成反应动力学研究的回顾与展望

综述了费托合成反应动力学 /模型的研究概况 ,并根据费托合成反应动力学的最新研究进展和目前煤 /天然气通过费托合成的优化利用途径而逐步走向工程化的需求 ,指出了将来费托合成反应动力学工作开展的重点     

丙酮在镁-铝催化剂上的缩合反应历程及动力学特征

采用固定床反应器，研究了丙酮在镁－铝催化剂上缩合制备异佛尔酮的反应机理及动力学特征，通过反应的原料组成实验，得到了反应机理，建立了动力学模型，并且得到了反应速率方程和反应速率常数，得到的实验值和计算值相互吻合，总平均误差不超过5％。