EFFECTS OF HEATING RATE AND PARTICLE SIZE ON THE PRODUCTS YIELDS FROM RAPID PYROLYSIS OF BEECH-WOOD

ABSTRACT

Effects of pyrolysis temperature (300–1000 ^°C), heating rates (100, 500, 1000, and 10,000 ^°C/s), and particle sizes (53–63,104–120,177–270, and 270–500 urn) on the yields and formation rates of tar, light oils, total gases, and char from pyrolysis of beech-wood under 1 atm helium pressure were studied. Wood particles were pyrolyzed in strips of stainless steel wire mesh in a captive sample apparatus; and yields of products were measured in weight percent of original wood as a function of temperature for different heating rates and particle sizes. The overall weight loss achieved from pyrolysis of this wood was about 90%. The total yields of tar and light oils from pyrolysis of this wood accounted for up to 80% of the original wood above 400 ^°C. Due to the post-pyrolysis reactions of tar and light oils, the tar and light oils yields go through a maximum with pyrolysis temperature for all particle sizes and most heating rates studied here. As particle size increases from 53–63 μm to 270–500 μm the maximum tar yield decreases from 53% to about 38%. The maximum tar yield also decreases with increasing the heating rate from 70% at 100 ^°C/s to 48% at 10,000 ^°C/s heating rate. Theses results indicate that as the intra-panicle post-pyrolysis cracking reactions of tar increases at higher heating rates and with larger particles the tar yield decreases. Tar was also analyzed with GPC for the effects of above pyrolysis parameters on the tar molecular weight. The tar average molecular weight. remains relatively constant (M_w = 300 amu, M_n = 155 amu, and M_z = 483 amu) under helium atmosphere with pyrolysis temperature at 1000 ^°C/s heating rate and with 53/63 u m particle size. The average molecular weight of tar does not significantly varies with heaung rate, but it decreases as the particle size increases.     

Ru-Cu/AlOOH催化苯选择加氢

采用共沉淀法制备了一系列不同n(Cu)∶n(Ru)的Ru-Cu/AlOOH催化剂,利用XRD、TG-DTA、TEM、N2吸附-脱附和XPS等方法对催化剂进行了表征,并对该系列催化剂进行了苯选择加氢反应测试。实验结果表明,在反应温度150℃、氢气压力4.5 MPa、搅拌转速1 200 r/min、ZnSO4浓度0.40 mol/L的条件下,n(Cu)∶n(Ru)=0.12的Ru-Cu/AlOOH催化剂具有较高的活性和选择性,当反应17 min时,环己烯收率达到最高值(46.6%)。Ru-Cu/AlOOH催化剂良好的活性和选择性主要归结于活性组分的高度分散、载体良好的亲水性能以及助剂Cu对催化剂活性表面的调变作用。     

苯氧化制苯酚催化剂Fe／ZSM-5研究进展

介绍了苯一步氧化制苯酚的反应机理、Fe／ZSM-5催化剂的制备及影响其活性的因素。通过对催化剂活性位的研究提出了关于活性中心、活性物质的α-活性位理论。以Fe／ZSM-5为催化剂、N2O为氧化剂的苯氧化制苯酚工艺具有广阔的应用前景．合成高性能的Fe／ZSM-5沸石分子筛将是今后的研究方向。     

新型Pt/Al_2O_3苯加氢催化剂的研制

开发了一种新型的苯气相加氢制环己烷的Pt/A l2O3催化剂,并在模拟苯加氢制环己烷工业装置建成的催化剂原粒度活性评价装置上评价催化剂的性能。考察了催化剂的制备方法、A l2O3载体物性、催化剂制备时竞争吸附剂对催化剂性能的影响。确定了适用于该新型催化剂的最佳的工艺操作条件。本催化剂具有与参比的工业催化剂类似的催化性能,但侧压强度明显高于参比催化剂。     

Hydrogenation of Benzene over Mo_2C/Al_2O_3 Catalyst

The process of benzene hydrogenation over Mo2C catalyst has been studied. Mo2C was the active phase in benzene hydrogenation. The major problem with the metal carbides was their poor stability due to deactivation by carbon deposition.     

提高乙苯脱氢催化剂效能的有效措施

结合乙苯脱氢制苯乙烯反应的主要影响因素,较详细地介绍了提高催化剂效能的有效措施,对相关装置有较好的参考价值。     

苯液相烷基化的HY分子筛催化剂的改性

在改性的HY分子筛催化剂上进行苯与乙烯的液相烷基化反应,研究了焙烧温度和水蒸汽处理条件等对催化剂性能的影响。用TPD、IR、XRD、比表面和孔径分布测定等方法研究了催化剂的晶相结构、表面酸性质和催化活性之间的一些规律。     

苯与稀乙烯在FX-02催化剂上的烷基化

研究了以β沸石为酸性成份的ＦＸ－０２催化剂上苯与稀乙烯的烷基化反应过程。在ＦＸ－０２催化剂上,苯与稀乙烯可在较温和的条件下顺利进行烷基化反应。适宜的反应条件为：反应温度１５０～１８０℃,反应压力０８～１．３ＭＰａ,苯的质量空速１ｈ－１,ｎ苯／ｎ乙烯＝６～８。并进行了催化剂的寿命试验,经过１０６２ｈ反应后,催化剂的活性和选择性没有发生变化,乙烯的吸收利用率＞９５％。ＩＲ、ＸＲＤ及酸性测定等方法对寿命试验前后催化剂结构和酸性变化的表征表明,催化剂的结构及酸性质无明显改变,预示该催化剂具有良好的工业应用前景。     

苯选择加氢制环己烯负载型催化剂研究进展

环己烯作为一种重要的有机化工原料,具有广泛用途。综述了苯选择性加氢制环己烯的反应机理、负载型催化剂载体的选择、催化剂的制备方法及催化剂的改性,展望了苯选择性加氢制环己烯负载型催化剂的研究发展。     

AB-97-T催化剂上苯与多乙苯气相烷基转移反应工艺条件的研究

考察了苯与多乙苯气相烷基转移反应制乙苯过程中反应温度、压力、苯与二乙苯质量比、空速等工艺参数对以ZSM-5沸石为活性组元的AB-97-T催化剂性能的影响。结果表明,当反应温度420-445℃,压力0.5-0.7MPa,空速25.0-35.0h-1,苯与二乙苯质量比(2.5-4.0):1条件下,AB-97-T沸石催化剂对二乙苯转化率大于55%,乙苯选择性大于99.0%。     

Advances in Study on Catalysts for Phenol Synthesis via Catalytic Hydroxylation of Benzene in China

Synthesis of phenol via direct hydroxylation of benzene as a typical reaction of atomic economy has attracted extensive attention worldwide and has also become an actively investigated domain in China. This article refers to the recent domestic advances in study on phenol synthesis via hydroxylation of benzene from the viewpoint of catalysts, and considers the TS-I/H2O2 and FeZSM-5/N2O catalytic systems to be promising ones with good prospects for commercialization alone with some suggestions on future research work.     

低苯烯比烷基化催化剂SEB-12的工业应用

介绍了低苯烯比烷基化催化剂SEB-12的主要技术参数,并与SEB-08催化剂作了对比.分析了SEB-12的工业应用对加热炉燃气用量变化、排烟温度和炉膛温度等的影响,并在单位产品综合能耗和经济效益方面进行了核算.工业试验表明:在给定反应条件下,乙烯转化率不低于99％,满足技术协议中乙烯转化率大于95％的要求,有效地利用了乙烯资源;烷基化反应的循环苯量由设计的50 t/h降低至42～ 45 t/h,单位乙苯产品可节能738.57 MJ/t,产品成本降低65元/t.     

新型固定床Raney Ni催化剂的苯加氢活性及耐硫性

将新型固定床Raney Ni催化剂应用于苯加氢反应,研究了反应温度、氢气压力、液态空速、氢与苯的摩尔比及催化剂预处理温度对苯加氢反应的影响,在适宜的条件下进行了200h连续运转,并与负载型Ni催化剂的活性进行了对比。实验结果表明,新型固定床Raney Ni催化剂具有较大的活性金属Ni比表面积,当氢与苯的摩尔比为6∶1时,在80~120℃、0.5~1.0MPa、液态空速2.0h-1的缓和条件下即可实现苯的完全转化。新型固定床Raney Ni催化剂具有较好的耐硫性能,每毫升催化剂可耐受8 001μg的硫,远优于负载型Ni催化剂。X射线衍射和扫描电子显微镜-能量色散X射线分析结果表明,硫、氯等杂质吸附中毒及反应温度过高使Ni晶粒聚结是新型固定床Raney Ni催化剂失活的主要原因。     

La_2O_3对NiO/HMCM-56催化剂C_9~+重芳烃加氢脱烷基性能的影响

采用等体积浸渍法制备了NiO质量分数6%、La2O3添加量不同的La2O3-NiO/HMCM-56催化剂,考察了La2O3添加量和工艺条件对C9+重芳烃加氢脱烷基反应性能的影响,并采用XRD、H2-TPR、NH3-TPD和BET等技术对催化剂的物化性质进行了研究。实验结果表明,添加La2O3可以提高NiO在催化剂上的分散性,改变催化剂的酸性分布与酸量,改善了催化剂的加氢脱烷基性能;在实验范围内,随La2O3添加量的增加,加氢脱烷基反应的深度增加,C9+重芳烃转化率及苯、甲苯和二甲苯(统称BTX)收率增大,但二甲苯的选择性在La2O3添加量(质量分数)为3%时达到最大。采用La2O3添加量为3%的La2O3-NiO/HMCM-56催化剂,在460℃、3.0MPa、重量空速3.62h-1及V(H2)∶V(C9+)=1600的条件下,C+9重芳烃的转化率、BTX收率及BTX选择性分别为75.23%,63.36%,84.23%。     

苯与重芳烃烷基转移BHAT-01催化剂的工业应用

介绍了新型BHAT-01催化剂在中国石油辽阳石化分公司芳烃联合装置甲苯歧化单元的工业应用情况。工业应用结果表明,该催化剂能以苯和重芳烃为原料生产甲苯和C_8芳烃,具有原料转化率高、甲苯及C_8芳烃收率高的特点,其标定结果为:在反应温度360℃、高压气液分离器压力2.7 MPa、重时空速1.8 h~(-1)、氢油摩尔比7.5的条件下,苯平均转化率为35.99%,重芳烃平均转化率为74.26%,甲苯和C_8芳烃的平均总收率为96.34%;该催化剂也能按照目前工业上的甲苯歧化与烷基转移工艺进行生产,其标定结果为:在反应温度355℃、高压气液分离器压力2.7 MPa、重时空速2.0h~(-1)、氢油摩尔比5.7的条件下,甲苯和重芳烃的平均转化率为47.22%,苯和C_8芳烃的平均总收率为94.98%,其性能优于现有工业催化剂。     

苯羟基化制苯酚的工业应用前景

综述了采用N2O,H2O2,O2／H2等氧化剂由苯羟基化制苯酚工艺的研究进展,对上述工艺路线进行了技术经济 评价,并与现行联产丙酮的异丙苯法进行了比较,分析了这些工艺在工业上应用的可能性。根据我国在该领域的研究 现状,提出了苯羟基化合成苯酚工艺的研究方向。     

长链烯烃-苯烷基化反应的分子筛催化剂再生性能的研究

通过热重分析和活性稳定性评定考察催化剂的再生性能。研究结果表明,进行氯气吹扫以及苯抽提后进行氮气吹扫两种预处理,导致失活催化剂的起燃点和烧焦反应活化能均有所提高,有利于控制烧焦反应速度。按苯抽提、氮气吹扫、烧焦的顺序,分三个阶段进行催化剂再生,再生催化剂的活性稳定性得到更充分的恢复。     

金属含量对Pt-Co/AC催化剂低温苯加氢性能的影响

采用浸渍法制备了活性炭负载的Pt-Co双金属催化剂Pt-Co/AC。探讨了不同金属质量分数(Pt的质量分数0.1%~1.2%,Co的质量分数5.0%~40.0%)对Pt-Co/AC催化剂在70℃时催化苯加氢反应活性的影响。采用差热-热重方法分析了浸渍后样品的热分解过程,采用H₂程序升温还原法考察催化剂的还原性能,采用CO脉冲化学吸附测定催化剂表面活性位点。结果表明,Pt-Co/AC催化剂的加氢活性和表面活性位点均随着Co质量分数的增加而呈现先增加后减少的趋势,当Co质量分数为20%时,催化剂的活性最高;Co质量分数从5%增至40%时,催化剂单位活性位点的活性相近。当Pt-Co/AC催化剂中Pt质量分数在0.3%~1.2%时,其催化加氢活性随着Pt质量分数减少仅略有下降,表明加入少量的Pt即可表现出双金属效应。Pt-Co/AC双金属催化剂在70℃,甚至室温(30℃)时均表现出优异的苯加氢催化活性。     

加氢裂化预处理催化剂的开发及其性能评价

以拟薄水铝石为主要载体原料,以W—Ni为加氢成分,进行了加氢裂化预处理催化剂的开发。通过添加改性助剂,调节了催化剂的表面酸性和金属分散性,提高了催化剂活性。在200mL固定床加氢装置上评价结果表明。以大庆CGO与VGO混合油为原料,在压力15MPa、空速1．0h-1、氢油比760：1的操作条件下,所研制的催化剂加氢脱氮率为99．47％、加氢脱硫率为99．74％、加氢脱芳率为66．12％,显示了较好的催化活性。2000h活性稳定性试验表明催化剂活性稳定,能满足加氢裂化装置长周期运转要求。     

苯与乙烯烷基化FX-02催化剂的失活机理

通过分析失活催化剂上的杂质组成 ,表征失活催化剂的酸性质、晶体结构及孔结构的变化 ,发现催化剂失活是由于无机小分子硫化物在催化剂晶内表面的吸附 ,导致催化剂的活性中心被覆盖。硫化物对催化剂不同酸位的影响不同 ,对中强酸位的影响比弱酸位和强酸位要更为明显