微通道反应器内合成高纯度碘化钾

利用微通道反应器,研究了氢碘酸、甲酸溶液及氢氧化钾合成碘化钾的反应,考察了反应温度、原料配比、停留时间对碘化钾产率的影响。获得了较优的反应工艺条件,反应温度为85℃、停留时间为30 s、m(氢碘酸)∶m(甲酸)=54%、m(氢氧化钾)∶m(水)=31%。在该优化工艺条件下,碘化钾的产率为97%,产品纯度达到99%。实验结果表明,该方法具有反应时间短、产品收率高、绿色环保等优点。     

氢气催化燃烧研究进展

氢气作为最理想和最有效的能源载体之一,被广泛地应用于各个行业。但是氢气的不完全燃烧和排放问题会造成一定的安全隐患,因此引入了氢气催化燃烧概念。氢气催化燃烧主要涉及催化剂和燃烧器两个方面。催化剂多使用Pt基、Pd基催化剂,它们对氢的吸附性能较强,H-H键容易断裂。载体材料可以改变催化特性。金属钛作载体可以抗高温,铈锆氧化物可以提供氧空位降低点燃温度;分子筛做载体可以对氢气选择性氧化。氢气催化燃烧器多采用固定床反应器、微通道反应器、整体式反应器等,可用于研究氢气催化燃烧特性及动力学方程;漩涡式、多层式反应器利用传热均匀的特点,可用于家庭烹饪、房屋取暖等。     

氢气燃烧对自热透氢膜反应器的影响

设计了一种新型的钯膜自热反应器体系,利用钯膜的透氢和换热的作用,燃烧部分氢气来提供热量。通过建立一维拟均相管壳式结构的膜反应器模型,将反应器控制方程、动力学数据、膜渗透数据,以及组分的物理化学性质通过Matlab编程计算,比较了氢气均相燃烧和催化燃烧2种动力学对反应器的影响。结果表明,在没有燃烧催化剂的情况下,反应器易发生爆炸,而有催化剂可以避免爆炸,并且能够提高反应器的处理量。指出催化燃烧加快氢气燃烧速率、避免氢气在燃烧一侧的积累是反应器安全操作的关键。     

微纤包结细粒子结构化微燃烧器的催化燃烧性能

具有三维微米孔道的烧结Ni微纤包结Pt/Al2O3细粒子催化剂复合材料结构化于毫米尺度流道中的微催化燃烧器,可以作为微型吸热反应的热量来源.考察了操作条件及Pt负载量对微燃烧器中氢气/空气催化燃烧性能的影响,并对催化剂进行了表征.结果表明处于爆炸极限内的氢气催化燃烧反应可以在微燃烧器中安全进行,过高Pt负载量会降低催化燃烧性能.在反应温度83℃,体积空速2.0×105 h-1,氢气入口摩尔分数28.5%,负载5%质量分数Pt的条件下,氢气转化率高达92-2%.     

微通道反应器内合成过氧化物的研究进展

本文从微反应器的设计和制备、过氧化氢制备工艺和有机过氧化物合成工艺在微反应器中的应用研究等方面进行综述,并对微反应器未来的发展趋势进行展望,与间歇反应器相比,微通道反应器在合成过氧化物有很好的应用前景.     

微反应器中环戊烯催化氧化制备戊二醛的研究

以C5副产物制备出的环戊烯为原料,在微通道反应器内以钨酸为催化剂,在叔丁醇溶剂体系下经双氧水催化氧化制备戊二醛产品,重点考察了钨酸加入量、反应温度、停留时间以及助剂对实验结果的影响。优化实验条件为：催化剂钨酸的物质的量浓度为0.02mol/L,反应温度40℃,停留时间为4.5h;添加助剂KBr物质的量浓度0.02mol/L,停留时间缩短为2h,环戊烯转化率大于98%,选择性达93%以上。研究表明,应用微通道反应器提高此反应的选择性是由于反应器的独特结构控制了中间产物的生成和转化过程,对于此类中间产物过程复杂的反应通过控制停留时间可以使反应达到理想的效果,完成了在普通反应器中不可实现的难题。     

微反应器制备催化材料的研究进展及展望

近年来,微化工技术作为化学合成中的一个新兴领域、过程强化的有效手段,引起了人们的广泛关注。微反应器在微尺度通道下具有高比表面积/体积比、优良的传质传热性能,能够实现反应物的快速混合,对反应过程实现精确控制。概述了微通道反应器的特点。总结了近年来部分类型微反应器在制备催化材料方面的研究进展,包括撞击流微反应器、膜分散微反应器、微孔管式微反应器。同时参照微反应器近年来在工业生产中的应用实例,提出了结合计算机模拟系统,设计高效、稳定、低成本、多功能的连续流微反应器将是开发新型高性能催化材料及其工业化应用的重要保障。     

微通道反应器内乙苯连续氧化反应工艺研究

研究了在"心型"结构微通道反应器内乙苯与过氧化氢反应连续合成苯乙酮的氧化工艺过程,考察了乙苯与催化剂醋酸钴的摩尔比、停留时间、溶剂量、反应温度等对单程转化率及选择性的影响。在典型的工艺条件下,n(醋酸钴)∶n(乙苯)=13%,停留时间70 s,促进剂Br/Co=1.75,V(冰乙酸)/V(乙苯)=10∶1,温度为100℃,乙苯的转化率达到30.7%,苯乙酮的选择性达到100%。     

微通道反应器内氯苯硝化反应研究

在微通道反应器内对氯苯硝化反应进行了研究,考察了氯苯与硝酸的摩尔比、体积流速、反应温度等对单程转化率及选择性的影响。实验选择了较优工艺参数组合:n(氯苯)∶n(硝酸)=1∶1.3,n(硝酸)∶n(硫酸)=1∶3,氯苯体积流速0.5 mL/min,反应温度80℃,氯苯单程转化率达74.8%,n(邻硝基氯苯)∶n(对硝基氯苯)=0.56∶1,时空转化率(STC)达4.07×109mol/(m3.h)。微通道反应器内,时空转化率是常规反应器的3.08×104倍。     

流向变换催化燃烧反应器的可操作性

在流向变换催化燃烧小型中试装置上利用国产催化剂进行了含混合芳烃模拟工业废气的净化试验,重点考察了挥发性有机物 (VOCs)能够通过调整换向周期在既不“飞温”也不“熄火”的条件下保持很高的VOCs转化率的浓度变化范围,初步观察了由于VOCs浓度过高或过低所引起的“飞温”或“熄火”过程.     

制氢体系中催化燃烧换热器

催化燃烧换热器具有高效、经济和环境友好等特点。本文详细阐述了催化燃烧换热器在制氢体系中的重要意义,以及国内外对于催化燃烧换热器的研究现状。通过对制氢系统中不同结构的燃烧换热器的比较,指出了它们各自的优缺点。结合本实验室在75kW甲醇水蒸气重整制氢和5kW甲烷重整制氢体系开发过程中催化燃烧换热器的设计所涉及到的一些相关问题,指出现阶段对于催化燃烧换热器的研究还存在很大的欠缺。同时,指出开展催化燃烧换热器相关领域的研究在进一步优化制氢体系过程中的必要性。最后提出了研究的着眼点和解决问题的措施。     

微量有机化合物和一氧化碳催化燃烧反应器数学模拟

建立了废气中含有甲苯、一氧化碳、丙烯混合物催化燃烧反应器的数学模型.多组分混合物催化燃烧反应动力学模型采用吸附解离态的氧与吸附态的反应物反应的机理推导得到了反应速率方程.模拟计算了废气处理量、废气中各组分的浓度、床层入口温度对转化率的影响.     

流向变换催化燃烧反应器的热波特性

在小型中试装置上利用国产催化剂进行了含混合芳烃模拟工业废气的脱毒实验研究,在污染物浓度490～3920mg•m^-3、换向周期15～60min、空速（2.4～9.6）×10³h^-1和气体流速0.340～1.359m•s^-1的宽广范围内系统地考察了流向变换催化燃烧反应器的操作特性,特别是热波特性与操作参数如进料浓度、气速和换向周期之间的相互关系.结果表明,凡是影响一个周期内反应器热平衡的操作参数都有可能显著地影响反应段的温度水平.为这一类反应器的科学设计、优化操作和模型化研究奠定了中试基础.     

CATALYTIC COMBUSTION OF NATURAL GAS IN A FIXED BED REACTOR WITH FLOW REVERSAL

A new application of the fixed bed catalytic reactor with flow reversal for combustion of natural gas is investigated by mathematical modeling and computer simulation. Comparison between the results obtained for this new reactor and those for a classic catalytic fixed bed is made. Inexpensive perovskite type catalysts containing no noble metals were used. It is shown that an appropriate choice of operating parameters (concentration and temperature of input gas mixture, superficial gas velocity, size and shape of catalyst and inert material, volumetric ratio between catalyst and inert material in the bed) allows for a methane combustion at must lower temperatures in the reactor with flow reversal than in a classic catalytic reactor. Under such a low temperature combustion, no nitrogen oxides are produced.     

基于RBF神经网络的流向变换催化燃烧反应器的温度预测

用RBF神经网络建立了用于清除低浓度挥发性有机物的流向变换催化燃烧反应器拟定态温度分布模型.从基于过程机理模型的数值计算结果出发,结合中试装置的实时操作数据建立了拟定态床层温度的人工神经元网络深层知识库,用于增强神经网络模型的“外推能力”和“可信度”.仿真结果表明所建立的模型简单、精度高,能满足特性预测的要求.     

流化床中甲烷催化裂解制备碳纳米管和氢气

利用高活性的纳米Ni/Cu/Al₂O₃催化剂,在流化床反应器中研究了CH₄裂解制备碳纳米管与H₂的过程.CH₄的转化率受流化床中的操作条件（温度、空速、气速及升温速率等）影响,碳纳米管的形貌也受过程的升温速率影响.在低升温速率下,能够同时得到较高的CH₄转化率与形貌较好的碳纳米管.而且采用低的升温速率,可以在流化床（提供碳纳米管生长的自由空间）中连续生长碳纳米管,从而为将来的连续化大批量制备碳纳米管奠定了基础.     

耦合催化膜反应过程中的最佳催化活性分布

引　言近年来 ,膜反应器研究已经成为化学反应工程领域的热点课题之一 .其中单侧的膜反应过程研究较多 ,而耦合膜反应过程的研究相对较少 .耦合膜反应过程是指在膜反应器中膜两侧都有反应发生 ,一侧反应的产物是另一侧反应的反应物 ,而膜可优先选择该物质透过 .耦合膜反应过程的研究首先是在前苏联开展的 ,主要以Ｇｒｙａｚｎｏｖ等[1,2 ] 对脱氢反应与加氢反应耦合过程的研究为代表 ,有关介绍参见Ｓｈｕ等[3] 、Ｚａｍａｎ和Ｃｈａｋｍａ[4 ] 以及Ｓａｒａｃｃｏ和Ｓｐｅｃｃｈｉａ[5] 的综述 .研究表明 ,耦合膜反应过程有其特殊的优点 :通…     

钯复合膜反应器中异丁烷催化脱氢反应

引　言异丁烷脱氢反应是一个受热力学平衡限制的反应 ,平衡转化率很低 ,若将膜反应器用于该反应 ,则可以通过膜不断地从反应区选择性分离出氢气 ,克服了反应受热力学平衡制约的缺点 ,这样就可降低反应温度和减压程度的要求 ,改善反应的工艺条件 ,从而达到高效和节能的目的 .文献中已分别对钯 /陶瓷复合膜[1,2 ]和钯 -钌 (钌的质量分数为 2 % )合金膜[3]反应器中的异丁烷脱氢反应进行了初步研究 .前文[4 ]已对用改进的化学镀新工艺制备的钯和钯 -银 /陶瓷复合膜进行了表征 ,本文将用钯-银 /陶瓷复合膜反应器进行异丁烷脱氢反应的研究 .本工作…     

氢化釜短管失效原因分析及改进措施

运用断裂力学的理论对氢化釜短管失效进行了原因分析，认为短管失效为疲劳失效，疲劳强度低，振动载荷大是短管失效的主要原因，同时，提出了改进措施。