工艺条件对RFT-2催化剂固定床费-托合成性能的影响

在固定床费-托合成装置上研究了反应温度、压力、n(H2)/n(CO)、空速、汽包压力和表观气速对工业生产的RFT-2催化剂反应性能和催化剂床层温度分布的影响。结果表明反应温度对RFT-2性能影响显著,随温度提高活性迅速增加,催化剂床层的热点区域变宽和峰值增加,而且在不同温度范围对敏感程度不同。提高压力可以增加反应活性,改善选择性,催化剂床层温度分布变差。n(H2)/n(CO)主要影响费托合成催化剂的活性和产物选择性,对催化床层温度分布影响较小。空速增加会造成CO和H2的转化率的下降,选择性和催化剂床层温度分布变化不明显。通过调节汽包压力来控制催化剂床层温度非常有效和灵敏,对反应性能和温度分布影响显著。表观气速提高可以改善催化剂床层径向的传热,使反应管的传热得到强化,温度分布更加均匀。     

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。     

贵金属对Co/Al2O3催化剂费托合成反应性能的影响

在氧化铝负载的钴催化剂上考察了微量贵金属助剂（Pt,Pd,Re）对费-托合成反应性能的影响。结果表明,3种助剂对催化剂性能的影响差别较大。在催化剂中添加质量分数为0.1%的Pt或0.1%的Re时,可以提高其费-托合成反应活性和C5+烃类选择性;添加质量分数为0.1%的Pd时,可以提高催化剂的费-托合成反应活性,但C5+烃类选择性降低。催化剂的X射线衍射、程序升温还原、H2-程序升温脱附分析结果表明,贵金属的加入改变了催化剂的还原温度,可以提高催化剂的还原度,并使活性金属在催化剂表面保持高分散度。     

乙烯环氧化制备环氧乙烷的S系统模拟

采用S系统模拟研究固定床反应器中乙烯环氧化制备环氧乙烷的过程,讨论分析不同进料温度、操作压力、冷却介质温度以及原料气空速对固定床反应器的床层轴向温度分布、乙烯转化率以及环氧乙烷选择性的影响。研究结果表明,原料气进料温度与进口空速对热点温度和环氧乙烷选择性的影响较小,乙烯转化率随原料气进口空速的增大而降低;热点温度对操作压力与冷却介质温度的变化比较敏感;乙烯转化率随操作压力及冷却介质温度的升高而增大,环氧乙烷的选择性则随冷却介质温度的升高而降低。     

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%。     

Co基催化剂上费托合成中烯烃二次反应行为的研究

在盐浴等温固定床反应器中,考察了气态空速、催化剂颗粒尺寸、反应温度和压力对Co基催化剂上费托合成中烯烃二次反应行为的影响。实验结果表明,烯烃选择性随气态空速的增加而显著提高,高气态空速不利于烯烃的二次反应;烯烃选择性随催化剂颗粒尺寸的增大而减小,表明内扩散限制加剧了烯烃二次反应;反应温度由493K升至533K时,CO转化率从24.73%增至84.08%,烷烃分布向轻质烃方向移动,烯烃选择性略有降低;反应压力由0.5MPa升至2.5MPa时,CO转化率由51.32%增至97.48%,烷烃分布向重质烃方向移动,而烯烃选择性基本不变。在实验条件范围内,气态空速对烯烃二次反应的影响最为显著。     

氨对费-托合成蜡异构加氢裂化反应性能的影响

在固定床加氢试验装置上考察了费-托合成蜡异构加氢裂化催化剂的温度敏感性以及氨浓度对催化剂温度敏感性的影响。结果表明:在常规的无氨操作条件下,催化剂表现出较强的温度敏感性;反应系统注入氨后,对催化剂活性有明显的抑制作用,但同时可以显著改善催化剂的温度敏感性;氨的引入并不改变转化率和选择性的对应关系,对液体产品性质也无影响,可以有效降低因温度波动给工业装置运行稳定性带来的不利影响。     

原位表征技术研究费-托合成催化剂的活性及选择性

 采用原位化学吸附-质谱技术和原位红外表征技术,对Al2O3为载体的Co基费-托合成催化剂进行表征,兵将表征结果与催化剂微反评价结果进行关联分析。CO+H2费-托合成反应的原位化学吸附-质谱分析表明,C2+(分子中碳数多于2的烃类)与CH4峰面积之比值大的催化剂其长链烷烃生成的选择性也高。CO吸附原位红外光谱表征中,随着催化剂表面CO吸附量的增加,催化剂表面活性中心的数量增加,催化剂的活性提高。CO+H2原位反应红外光谱表明,-CH2-的生成温度越低,显示催化剂的活性越好;-CH2-的吸收强度越大,显示催化剂的长链烷烃的选择性越高。采用原位化学吸附-质谱技术和原位红外光谱技术可有效评价CO+H2在不同催化剂上的反应情况,表征催化剂的活性和选择性,实验结果与固定床微反装置评价结果一致,达到了快速评价费-托合成催化剂活性和选择性的目的。     

固定床反应器MgO／BaCO_3甲烷氧化偶联催化剂的稳定性

报道在催化剂装量３０ｍｌ的环形固定床和直管固定床两种反应器上，ＭｇＯ／ＢａＣＯ３催化剂甲烷氧化偶联反应的５００ｈ稳定性试验结果。采用甲烷和纯氧为原料气，水蒸汽为稀释剂的共进料模式。试验结果表明，ＭｇＯ／ＢａＣＯ３催化剂在５００ｈ稳定性试验中一直保持着较高的催化活性，在直管固定床反应器上，Ｃ２烃收率１６．３％，Ｃ２烃选择性６５．０％。在环形固定床反应器上，Ｃ２烃的收率１７．３％，Ｃ２烃选择性６７．０％。为了控制反应速度，水蒸汽作为稀释气引入到反应中。水蒸汽在反应中可分散和带走催化剂床层过多的反应热，减小床层温差。ＸＲＤ结果表明，反应后的催化剂与新鲜催化剂的结构基本一致，说明催化剂具有稳定的催化活性的原因，应归属于其结构的稳定性和具有一定的抗水蒸汽性能。还考察了不同甲烷空速、反应器管壁温度、水蒸汽含量对反应性能的影响。     

ZrO_2改性Co/活性炭催化剂对浆态床Fischer-Tropsch合成反应的催化性能

考察了ZrO2改性Co/活性炭(Zr-Co/AC)催化剂在浆态床反应器中的Fischer-Tropsch合成反应性能及反应条件对催化剂活性和选择性的影响。实验结果表明,适量添加ZrO2助剂可明显提高Co/AC催化剂对Fischer-Tropsch合成反应的催化活性,降低甲烷的选择性并提高C5+烃的选择性。当Zr-Co/AC催化剂(Co质量分数为15%)中Zr的质量分数由0增加到6%时,CO的转化率从36.4%增加到67.9%,甲烷选择性从15.4%降低到10.1%,而C5+烃的选择性从71.4%增加到79.3%。当Zr-Co/AC催化剂中Co质量分数为15%、Zr质量分数为2%时,适宜的反应条件为:温度493～503K、压力2.5～3.5MPa、气态空速500～2000h-1、催化剂在浆态液中的体积分数为2.50%。在此条件下催化剂的活性和C5+烃的选择性较高。     

Fe-Mn催化剂浆态床合成低碳烯烃的反应性能

在浆态床反应器中,对Fe-Mn催化剂上CO加氢合成低碳烯烃的反应性能进行了研究,考察了不同温度、空速和压力下Fe-Mn催化剂的催化性能,并借助XRD和N2物理吸附等手段对催化剂进行了表征。实验结果表明,Fe-Mn催化剂在运行300h后达到稳定运行状态。反应参数的适当调变,可有效提高Fe-Mn催化剂的活性和低碳烯烃收率,并使产物分布得到优化。在n(H2)∶n(CO)=2、320℃、2.0 MPa、合成气空速1 000 h-1的条件下,CO转化率83.10%,CH4选择性11.88%,C5+烃选择性39.06%,C2～4烃中烯烃与烷烃的质量比3.59,低碳烯烃收率38.50 g/m3(基于H2与CO的总体积)。     

工艺条件对催化裂解轻汽油裂化制低碳烯烃反应的研究

在小型固定流化床反应器中考察了催化裂解轻汽油的反应性能。通过改变反应温度、空速、注水量以及剂油质量比,探索催化裂解轻汽油高选择性生成低碳烯烃,同时抑制甲烷生成的适宜操作条件。结果表明,在反应温度650℃、空速在6h-1、注水量为30%、剂油质量比为10的优化条件下,对于烯烃质量分数为69.02%的催化裂解轻汽油,乙烯单程产率可达到10.92%,丙烯单程产率可达到27.74%,丁烯单程产率可达到12.97%,（乙烯+丙烯+丁烯）产率可达到51.63%。     

蓬莱与达里亚减压馏分的催化裂化反应规律

利用小型固定流化床实验装置考察了蓬莱与达里亚减压馏分（VGO）的催化裂化反应性能,研究了反应温度、剂油比、空速和水油比对产物分布的影响。结果表明：轻油收率随反应温度与剂油比的减小以及空速与水油比的增大而增大;在反应温度500 ℃、剂油质量比6、质量空速20 h-1和水油质量比0.08的工业操作条件下,蓬莱VGO的转化率为92.18%,轻油收率为62.62%,总液体收率为81.71%,达里亚VGO的转化率为94.14%,轻油收率为64.14%,总液体收率为82.63%;在反应温度490 ℃、剂油质量比5、质量空速25 h-1和水油质量比0.10的较优操作条件下,蓬莱VGO的转化率为91.98%,轻油收率为66.54%,总液体收率为84.09%,达里亚VGO的转化率为93.59%,轻油收率为70.98%,总液体收率为84.86%。总体来说,达里亚VGO的裂化性能优于蓬莱VGO。     

轻烃在积炭催化剂上的裂解反应性能研究

为了减少多产低碳烯烃的催化裂化过程中轻烃二次反应的氢气、甲烷和焦炭等副产物产率,以炼油厂轻烃和2-甲基-2-丁烯为原料,在小型固定流化床装置上考察了反应温度和催化剂床层密度对轻烃裂解反应性能的影响,探讨轻烃反应条件与副产物的关系;并以回炼油或常压渣油为积炭前体,将其与再生剂反应,形成一系列不同积炭覆盖程度的积炭催化剂,进一步考察轻烃在积炭催化剂上的裂解反应性能。结果表明：提高反应温度和催化剂床层密度都能使丙烯收率提高,但是提高反应温度会引起氢气和甲烷产率快速增长,而提高催化剂床层密度则会引起焦炭产率快速增长;轻烃在积炭催化剂上反应时氢气、甲烷和焦炭的总产率明显降低,而丙烯收率基本不变;积炭催化剂经多次循环使用后,仍可保持较好的轻烃裂解反应性能,具有良好的活性稳定性;以回炼油为前体的积炭催化剂的性能优于以常压渣油为前体的积炭催化剂。     

流化床甲烷临氧CO_2自热重整制合成气研究

采用分步浸渍方法,制备了高分散的Ni/MgO-SiO2催化剂,并在固定床和流化床反应器中对该催化剂用于甲烷临氧CO2自热重整制合成气反应进行了评价。反应结果表明,催化剂在两种反应器中均表现出接近热力学平衡的初活性;随着空速的变化及反应时间的延长,催化剂的活性在两种反应器中表现出明显的差异。采用TEM测试手段对反应后的催化剂进行表征。结果表明,流化床反应器对反应过程、消除积碳及控制活性组分晶粒烧结有较明显的促进作用。与固定床反应器相比,流化床反应器是适合甲烷临氧CO2自热重整制合成气的反应器。     

Ca调变Ni基催化剂甲烷部分氧化制合成气

在固定床流动反应装置上考察了不同反应条件对Ｃａ 调变Ｎｉ 基催化剂反应性能的影响。结果表明,当空速＜ ２－０ ×１０５ｈ － １ 时,随空速增加,反应性能也增加;当空速＞ ２－０ ×１０５ｈ － １ 时,空速对反应性能的影响较小;当 Ｖ（ＣＨ４）／ Ｖ（Ｏ２） ＝ １－８ ～２－１ 时,Ｖ（ＣＨ４）／ Ｖ（Ｏ２） 比减小,甲烷转化率增加、ＣＯ 及Ｈ２ 选择性变化不大;当 Ｖ（ＣＨ４）／ Ｖ（Ｏ２） ＞ ２－１ 时,增加 Ｖ（ＣＨ４）／ Ｖ（Ｏ２） 比,反应性能很快下降。在催化剂床层入口端加入少量贵金属Ｒｈ 催化剂可显著地降低反应的引发温度,反应性能不受影响。合适的高径比有利于提高反应性能,当高径比为０－３ ～０－６ 时有最佳的反应性能,在空速为２－０ ×１０５ｈ － １ ,Ｖ（ＣＨ４）／ Ｖ（Ｏ２） ＝ ２－０ ,Ｔｍ ＝ ９００ ℃时,Ｘ（ＣＨ４） ＞ ９６ ％ ,Ｓ（ＣＯ） ＞ ９５ ％ ,Ｓ（Ｈ２） ＞ ９９ ％ 。     

甲烷氧化偶联制乙烯放大实验中催化剂稳定性的研究

用Ｌａ－Ｂａ－Ｏｘ－助剂作为甲烷氧化偶联催化剂，研究了从０．５ｍｌ放大到３０ｍｌ和２００ｍｌ装量时催化剂的稳定性。实验表明，在催化剂装量放大时用薄层反应器和通过反应条件的合理调整（如适当地降低反应空速与反应管外加热的温度等），使２００ｍｌ装量的催化剂反应时床层热点温度与０．５ｍｌ催化剂床层的热点温度相差≤６０℃，从而在ＣＨ４∶Ｏ２＝（４．７５～５．０８）∶１、ＣＨ４空速５０００ｈ－１、催化剂床层热点温度８４０℃条件下，实现了２００ｍｌ装置催化剂的１０００ｈ稳定运转，其Ｃ２选择性和收率分别保持在６２．４％～７１．９％和１６．５％～１７．３％，甲烷转化率为２３．５％～２６．６％。该结果与０．５ｍｌ催化剂装量的１０００ｈ稳定性实验结果基本一致。反应前后催化剂的结构和物性变化对催化剂活性影响不大     

Effect of catalyst condition on sedimentation and conversion in the ebullated bed vacuum residue H-Oil hydrocracking

This study highlights the importance of the condition of the catalytic system in the ebullated bed vacuum residue hydrocracker on the performance of the unit, proving that not only feedstock quality but also catalytic system quality are the single variables which have the biggest impact on residue hydrocracker performance. During processing the same vacuum residual oil in the LUKOIL Neftohim Burgas H-Oil ebullated bed hydrocracker a variation of conversion between 56.6 and 73.0% was observed. A higher sedimentation and the resulted decreased reaction severity were provoked by a higher vanadium content in the catalyst in the second reactor and a higher arsenic determinant in the whole catalytic system. The reduction of the second reactor catalyst vanadium content along with a decrease of the arsenic determinant in the whole catalytic system allowed recovering the 16.4% loss of conversion during processing the same feedstock. The increase of reaction temperature at constant liquid hourly space velocity (LHSV) increases aromaticity of the unconverted vacuum residual oil product, most probably due to dealkylation of the side alkyl groups attached to the aromatic cores. The raise of temperature also had an effect on the increase of asphaltene conversion, a fact that is not always observed during EBRHC of vacuum residual oils from different origin.     

薄层固定床反应器中甲烷氧化偶联反应热效应的研究

研究了甲烷氧化偶联制乙烯强放热反应在催化剂装量为２００ｍｌ的薄层床中的起燃条件、甲烷空速、ＣＨ４／Ｏ２比、床层高度、反应时间等与床层温升和催化剂活性的关系，得出在床层高度为３０～５４ｍｍ的薄层床中，反应可平稳地进行，反应的最高温区在气体进催化剂层人口以下１５～３０ｍｍ内，床层厚度的增加对Ｃ２收率影响不大，但Ｃ２选择性下降。床层最高温度随甲烷空速升高而增加，最高温区增宽。ＣＨ４／Ｏ２比增加温度降低，Ｃ２选择性增高。用预热与加强保温的办法，该反应在薄层床反应器中可能实现自热反应。