焦化干气制氢装置提高制氢量研究

通过六西格玛方法探讨了制氢装置提高制氢量的影响因素。结果表明正和集团焦化干气制氢装置转化出口温度在755~762℃、原料气量在3 360~3 400 Nm~3/h范围内,可以满足制氢量≥9 500 Nm~3/h,氢气纯度≥99%,产品氢CO含量10×10~(-6),产品氢CO_2含量10×10-6要求。     

甲醇重整气为燃料的质子交换膜燃料电池

进行了甲醇重整气与燃料电池的联合试验。与PEMFC配套的甲醇制氢氢源系统运行稳定,出口氢浓度为43-45%,CO含量为0-6ppm,压力控制在0.22~0.25MPa(表压)。单对电池氢的利用率可达到83%,电池排氢浓度为12%以下。不同氢源下PEMFC性能从高到底的顺序为纯氢、甲醇重整气、配气。单电池试验表明,微量的甲醇或二甲醚对电池未发现明显的影响。     

甲醇水蒸气重整工艺的优化

甲醇在常温常压下为液态且具有极高的载氢密度，因而是一种较为理想的载氢介质。甲醇重整反应器的设计对于甲醇在线重整制氢燃料电池系统的设计具有重要意义。对于甲醇重整反应器，反应温度较高时重整气中CO浓度高，不利于后续的CO深度脱除；而反应温度较低时，甲醇转化率与液相空速低，会导致催化剂利用率低并且反应器体积较大。基于以上问题，本工作提出了一种由第一段300℃下等温重整和第二段300℃～220℃下绝热重整组成的两段变温重整工艺。基于Aspen Plus对该工艺进行了模拟研究，证明该工艺在理论上可以实现。然后通过固定床反应器进行实验研究，结果表明在甲醇完全转化的条件下，本变温工艺的甲醇液相空速为4.08h^-1，重整气中CO浓度为0.56%，重整制氢效率为108.98mL/(min·mL催化剂)。而220℃下等温重整工艺的液相空速为1.5h^-1，重整气中CO浓度为0.40%，重整制氢效率为44.89mL/(min·mL催化剂)。变温工艺可以在较大的液相空速下获得更高的重整制氢效率，降低催化剂用量，使重整器结构更加紧凑。同时，与300℃下等温重整工艺相比，...     

甲醇羰基合成碳酸二甲酯的气相连续性工艺

对甲醇氧化羰基化法合成碳酸二甲酯(DMC)的釜式反应过程,进行了原料气的气相连续性工艺研究.实验结果表明,在CO/O2的物质的量比为2∶1,流量分别为200和400 mL/min,反应压力为2.8 MPa,反应温度为95 ℃,反应时间为6 h条件下,当铜基催化剂浓度为0.25 g/mL时,甲醇转化率为46.8%以上,DMC选择性达到93.1%;当铜基催化剂浓度为0.32 g/mL,甲醇转化率达到54.7%,DMC选择性达到93.1%.     

浆态床中二氧化碳加氢合成甲醇

研究了浆态床中自行开发的LP201甲醇合成催化剂上二氧化碳加氢合成甲醇的过程。探讨了不同操作条件,如温度、压力、气体空速、原料气配比等对反应的影响;考察了该催化剂在浆态床二氧化碳加氢合成甲醇过程中的稳定性。实验结果表明,浆态床二氧化碳加氢合成甲醇过程中主要产物为甲醇、CO和水;随温度的增加,CO2的转化率和甲醇产率呈现上升的趋势,但甲醇的选择性明显下降;压力的升高有利于CO2的转化率、甲醇产率以及甲醇的选择性提高;原料气空速的提高会增大甲醇产率,但同时降低CO2的转化率以及甲醇的选择性;CO2的转化率、甲醇收率以及甲醇的选择性在氢碳摩尔比4～5获得极大值。LP201催化剂的寿命考察结果表明,该催化剂具有较好的催化活性和稳定性。     

甲醇氧化重整制氢工艺条件的研究

在Cr-Zn氧化物催化剂上考察了各种工艺条件对甲醇氧化重整(POX)制氢过程的影响.正交实验表明:对甲醇的转化率、氢气的选择率、氢产率和产物中CO、CO2的浓度影响显著程度为反应温度>氧醇比>水醇比.该催化剂无需预还原可直接使用,反应压力选择在0.3～0.5 MPa,合适的反应温度为650～700 K,氧醇比0.15～0.20,水醇比约1.0.     

微型套管式制氢反应器中物流分布的研究

创新研制了一种结构紧凑、性能高效的套管式微型制氢反应器;可在室温下自启动,甲醇重整制氢过程自热运行;考察了物流分布对反应器性能的影响,应用FLUENT软件对物流分布进行了数值计算,试验结果表明,重整物流分布均匀与否对反应器性能有很大影响;通过改善人口分布器的结构,可以显著提高反应器性能,甲醇转化率最高达到96.4%,产生重整气最大流量为125 L/h,反应器单位体积产氢率为0.61 m3/(h·L).     

联醇生产醇氨比指标对企业效益的影响分析

正合成氨联产甲醇是利用原料气中的CO,CO_2及H_2在5~25 MPa压力下生产甲醇,分离甲醇后的气体经深度净化,然后进入氨合成工序生产氨。联醇工艺可降低CO变换反应和氨合成工序进口CO和CO_2深度净化装置的负荷,有利于整个系统的长周期稳定运行,同时还具有投资小、能耗低、原料气利用率高及有利于产品结构调整等优     

氨-油-化联产工业侧线模试

<正> CO+H_2经甲醇、二甲醚合成均四甲苯和汽油,经5ml 固定床反应证实,CO 单程转化率可达90％以上,液态烃(C_5~+)可达110g/Nm~3(CO+H_2).C_5~+占总烃得率的83％,其中均四甲苯含量为20％～22％。在此基础上,中科院山西煤化所、河南省化工设计院、河南省济源市化肥厂三方合作,利用合成氨厂脱碳气在济源化肥厂进行了工业侧线模试。原料气中 CO 含量为3％～10％,CO_2含量小于3％,H_2/N_2比接近3,原料气经过脱硫、脱氧净化后、经压缩、脱水、定压、预热后进入一段反应器,反应产品经二段预热后进入     

低温甲醇洗富硫气深冷回收硫化氢工艺

开发了一种与低温甲醇洗联产、采用热耦合精馏塔深冷精馏回收浓度99.9%以上的H_2S产品气的工艺,其回收率达到77%以上。该流程采用Aspen Plus模拟软件进行设计,使用增压透平膨胀机制冷并回收部分能量。以原料气处理量200 kmol/h为例,详细分析了膨胀端分配率对产品流量和浓度的影响、塔内组分分布状况和产品单耗。最终确定膨胀端的分配率为0.35时,浓度满足要求,回收率较高,硫化氢单耗为211.61 k Wh/t。     

基于Aspen Plus甲醇合成宏观动力学研究

选取Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson型动力学方程,利用Aspen Plus对C306催化剂上甲醇合成过程进行动力学模拟,模拟结果能较好地与文献值吻合。分析操作参数和氢碳比对CO、CO2转化率影响。结果显示,在恒定操作压力条件下,CO转化率在进料气入口温度为496~504K时达到最大,与之对应,CO2转化率则在490~495K时达到最大;在相同入口温度下,提高操作压力有利于增加CO、CO2转化率;氢碳比提高有利于CO转化。     

Zn-Ni型甲醇水蒸气高温重整制氢催化剂

本文开发了一种Zn-Ni型甲醇水蒸气高温重整制氢催化剂。选用列管反应装置模拟活性测试,考察了SRM-5催化剂在不同反应温度、反应压力、液空速对甲醇水蒸气重整制氢的甲醇转化率及H_2选择性的影响,由此确定了催化剂的最佳适用范围(使用温度为350~400℃,使用压力≤2.0MPa,进料液空速≤3.0 h~(-1));同时,还考察了SRM-5催化剂的活性稳定性,连续运行720 h,催化剂活性变化不大,表现出优异的活性稳定性。在甲醇重整制氢燃料电池领域具有良好的应用前景。     

适合联醇或单醇的变换工艺

合成氨工艺中串入甲醇生产，或单纯的甲醇生产工艺延伸到以生产合成氨为终端，前者的目的是通过联产甲醇。充分利用原料气中的一氧化碳生产甲醇；后者则是将原料气制造时带入的少量氮气与氢生产氨，避免了合成甲醇后排放氮气造成有效气的损失。单醇生产中往往需要较高的CO含量（209／5左右），变换工艺往往只需一段变换；在联醇生产中为保持原料气中有一定比例的CO，变换率的范围要求在65％～80％之间，即出口的CO含量4％～7%。     

MK-101催化剂作用下操作条件对甲醇合成的影响研究

实验模拟低压甲醇合成工艺流程,在压力4～7MPa,温度210～270℃,空速6000～15000h-1,CO2浓度4.5%～14.3%的实验条件下,选用MK-101催化剂,考察了温度、压力、空速和CO2浓度对甲醇合成反应的CO、CO2的单程转化率和甲醇时空收率的影响。     

MK-101催化剂作用下操作条件对甲醇合成的影响研究

实验模拟Lurgi低压等温甲醇合成工艺流程,在压力4～7 MPa,温度210～270 ℃,空速6000～15000 h-1,CO2浓度10.5%～13.7%的实验条件下,选用MK-101催化剂,考察了温度、压力、空速和CO2浓度对甲醇合成反应的CO、CO2的单程转化率和甲醇时空收率的影响,并通过正交实验设计进行了操作条件对甲醇时空收率的敏感性分析.     

含水滑石铜锌铝催化剂上CO_2加氢制甲醇研究

采用沉淀法制备了不同锌铝水滑石含量的铜锌铝催化剂(HCZA)。剖析了锌铝载体以及催化剂的结构;考察了催化剂在CO2加氢制甲醇反应中的催化性能以及优选催化剂的催化稳定性。结果表明:制得的锌铝载体具有锌铝水滑石结构,HCZA中含有锌铝水滑石相;在CO2加氢制甲醇反应中,HCZA较传统甲醇合成催化剂CZA的性能高,当反应原料气组成为V(CO2)∶V(H2)∶V(N2)=23∶69∶8,空速为3 600 h-1,反应温度为240℃,压力为5 MPa时,在优选催化剂HCZA3上,CO2转化率和甲醇选择性较在CZA上分别提高65.3%和7.4%,粗醇中的乙醇质量分数较在CZA上低58.9%;在1 000 h连续考察中,催化剂性能稳定。同时,提出了HCZA上CO2加氢制甲醇可能的催化反应机理。     

焦炉气制甲醇联产甲烷工艺模拟

介绍了焦炉气制甲醇联产甲烷工艺,并利用Aspen Plus对该联产工艺进行了模拟。模拟结果显示,在给定焦炉气进料条件下,联产工艺可实现日产摩尔分数93.01%的甲烷6.31×105m3,年产摩尔分数99.43%的甲醇2.04×105t。分析了补碳量、新鲜合成气温度、压力及第二级精馏塔塔板数对甲醇产品的影响。结果表明,当补碳量约为625.00 kmol/h、新鲜合成气温度约为240℃、反应压力为6 000.00 kPa、第二级精馏塔理论塔板数为25块左右时,甲醇产品中甲醇摩尔分数达到最大值,为99.75%。     

高纯度氢气制备方案的选择

简要介绍通过对甲醇-蒸汽转化制氢、膜分离及变压吸附技术制氢的比较,最终选出从气源②即低温甲醇洗后接气,采用膜+变压吸附的联合工艺制氢为最优方案,能确保氢气产品中氢的体积分数达99.5%以上,氢气产量达25000Nm3/h,且能耗和投资最低。     

生物质气催化合成甲醇的热力学分析

由生物质气合成甲醇是一复杂反应系统,本文计算了其中各个反应的反应热和平衡常数与温度的关系.并以CO 21.5%、CO₂ 22.8%、H₂ 52.5%、N₂ 3.2%的气体模拟生物质气,用平衡常数法计算了在473.15～553.15 K、3～6 MPa下的平衡组成、碳的平衡转化率和所得甲醇的浓度.计算结果表明,这一体系中,主要是CO+H₂生成甲醇.低温和高压有利于提高碳的平衡转化率和甲醇的浓度.并用工业C306催化剂验证了上述规律的正确性.由于反应既受热力学控制,又受动力学控制,在3 MPa时碳的转化率在533.15 K时达到最大,接近平衡转化率.随压力升高,甲醇产率及液相产物中的浓度逐渐升高.     

气和煤合成甲醇的原料路线探讨

介绍气煤联产甲醇氢碳互补的工艺原理,比较天然气、煤和气煤联产甲醇的工艺流程、原料消耗、煤气变换率、CO2排放、动力消耗、投资和经济性,指出气煤联产能起到很好的氢碳互补作用,可使水煤气的变换率为最低,气煤联产无论是在原料消耗、动力消耗、CO2排放,还是在投资和经济性上均有一定的优势,是一种较优的甲醇合成原料路线.