乙醇氧化重整制氢的热力学分析

应用最小自由能原理,对有固态炭存在下的乙醇氧化重整制氢反应系统进行热力学分析,讨论了温度、压力、水醇比、氧醇比对该体系平衡组成的影响。计算结果表明,压力对产物组成影响不大。在确定最优操作条件时,采用平衡前后系统总焓变为零的方法,经计算当水醇比为6、氧醇比为0.9时,平衡温度为1008K,可以得到比较理想的平衡组成。     

CO_2加氢合成C_1~C_5醇反应体系热力学分析

对CO2加氢合成C1~C5醇反应体系进行了热力学分析。反应体系中各独立反应的吉布斯自由能变化分析表明,较低的反应温度对C1~C5醇的生成有利。采用最小G值法计算得到不同温度、压力、进料氢与CO2摩尔比下体系的平衡组成、醇的平衡收率及CO2和H2的平衡转化率,并讨论了反应条件对反应的影响。此热力学分析可以为评价C1~C5醇合成催化剂的催化效果以及确定CO2加氢合成C1~C5醇的工艺条件提供重要依据。     

四氢噻吩水热裂解反应化学平衡分析

采用乘子法,结合Gibbs自由能最小的概念,计算注蒸汽热采条件下,四氢噻吩水热裂解反应的 平衡组成,分析温度、压力、原料配比等因素对化学平衡的影响。研究结果表明,当水/四氢噻吩摩尔进 料比小于3时,提高进料比、提高反应温度和反应压力有利于脱硫。进料比大于3时,气体产物以CH4, H2S,CO2和H2为主,温度、压力,进料比对平衡组成的影响很小。     

CO+H_2合成醇体系的化学平衡分析

对ＣＯ＋Ｈ２合成醇反应体系进行了化学平衡分析,用最小自由能法计算得到不同温度、压力、合成气Ｖ（Ｈ２）／Ｖ（ＣＯ）比和ＣＯ２含量下的产物平衡组成及ＣＯ、Ｈ２的平衡转化率。ΔＧ°的计算表明,热力学上变换反应和生成烯烃的反应都比合成醇反应容易进行,低温对碳数高的醇生成有利,高温对碳数低的醇生成有利。与实验结果的对比表明,在Ｚｎ Ｃｒ Ｋ催化剂上由合成气合成醇,在气相和超临界条件下反应,体系中甲醇合成反应和变换反应均接近化学平衡,生成Ｃ２＋ＯＨ的反应远离化学平衡,产物分布受动力学限制,而非受热力学限制。     

醋酸甲酯加氢反应的热力学计算与分析

对醋酸甲酯加氢制乙醇反应体系进行了热力学分析。计算了各独立反应的标准摩尔反应吉布斯自由能,分析了温度、压力、氢气与醋酸甲酯的摩尔比(氢酯比)对反应体系平衡组成的影响以及对醋酸甲酯转化率和乙醇选择性的影响。计算和分析结果表明,各独立反应在423~723 K内的标准摩尔吉布斯自由能均大于0,没有适宜的压力和氢酯比反应将很难进行;较低的温度有利于乙醇的生成和抑制副产物的产生,适宜的温度为423~550 K;在压力低于2.0 MPa时,醋酸甲酯转化率和乙醇选择性均随压力的升高而快速增加,适宜的压力为2.0~3.0 MPa;在氢酯比低于10时,醋酸甲酯转化率和乙醇选择性均随氢酯比的增大而快速增加,适宜的氢酯比为10~20。     

二甲醚自热重整制氢热力学分析及实验

用GIBBS最小自由能法对二甲醚(DME)自热重整制氢过程进行了热力学分析,在绝热条件下计算了反应产物中各组分的体积含量随水醚比(1～6),氧醚比(0.2～0.8)和压力(0.1MPa～0.6MPa)的变化关系。结果表明:H2的体积含量随压力的增加呈降低趋势;在标准大气压下,H2的体积含量随水醚比和氧醚比的增大都呈先增后降低趋势。氧醚比不变的条件下,随着水醚比的增加,CO与CH4的体积含量呈降低趋势,CO2的体积含量呈增加趋势。最后,在自制实验台上进行二甲醚自热重整制氢的实验研究,将该实验结果与热力学分析结果进行了对比分析,结果证明用GIBBS最小自由能法分析得到的H2,CO,CH4和CO2的体积分数随水醚比的变化趋势与实验结果较为一致。     

柴油烃类组成对氢气在柴油中平衡溶解度的关联计算

在323.15~573.15 K、1~8 MPa范围内,采用饱和法测定氢气在柴油(包括直馏柴油、催化柴油、焦化柴油)中的平衡溶解度。通过对柴油烃类组成以及氢气在柴油中溶解规律的分析,建立柴油烃类组成与氢气平衡溶解度的关联式,并运用平衡溶解度的实验数据,求得关联式参数。经对不同柴油和不同温度条件下氢气在柴油中平衡溶解度的验证计算结果表明,氢气在柴油中平衡溶解度的计算值与实验值的相对偏差均在5.0%以内,所建立的关联式可靠,可在较宽的温度和压力范围内对氢气在不同种类柴油中的平衡溶解度进行计算。     

乙酸甲酯水蒸气重整制合成气热化学平衡分析

采用Gibbs自由能最小化法对乙酸甲酯(MC)水蒸气重整制合成气反应进行热化学平衡计算,考察了温度、水酯比(n(H_2O)∶n(MC))和压力等因素对MC水蒸气重整制合成气反应产物的影响。实验结果表明,随温度升高,合成气含量明显增大,氢碳比(n(H_2)∶n(CO))、CH_4和CO_2含量则减小,在800~1 000℃时,合成气含量达最大,氢碳比较稳定,有利于合成气的制备;在温度大于800℃时,随水酯比的增加,合成气含量先增大后减小,在水酯比为4时较为适宜;随压力增加,合成气含量减小,CH_4和CO_2含量增加,低压有利于合成气的制备。在800~1 000℃、水酯比为4、常压条件下,MC水蒸气重整制合成气含量可达86%(φ)。     

丙烷/丙烯氨氧化合成丙烯腈的热力学对比分析

针对丙烷/丙烯的氨氧化体系分别进行热力学分析,计算主、副反应的标准摩尔反应焓变、标准摩尔反应吉布斯自由能变(Δ_rG_m~■)和热力学平衡常数(K),采用吉布斯自由能最小算法,用热力学HSC 6.0软件计算主反应达到平衡状态时n(O2)∶n(丙烷/丙烯)(氧比)对丙烷/丙烯平衡含量的影响。研究结果表明,在473~773 K,丙烷/丙烯氨氧化主、副反应的Δ_rG_m~■均小于0,反应均可向正方向自发进行;在相同温度下对比主、副反应的ΔrG_m~■,生成CO_2、CO、氢氰酸和乙腈副反应的吉布斯自由能变值较小,且绝对值较大,热力学角度分析更有利于副产物的生成;与丙烯氨氧化相比,丙烷氨氧化主反应的Δ_rG_m~■较小,K较大,更有利于反应向正方向进行;在温度低于700 K、主反应达到化学平衡时,氧比从2.0提高到5.0对丙烷/丙烯的平衡含量影响较小。     

二甲醚水蒸气重整制氢过程的热力学分析

对二甲醚水蒸气重整制氢体系进行了热力学分析,考察了反应温度、压力、水醚进料比等因素对体系平衡组成的影响,探讨了反应体系达到热力学平衡时二甲醚转化率、氢气产物等的变化情况。分析发现,二甲醚平衡转化率分别随水醚比的增大和温度的增高而增大,随压力升高而降低;氢气组分含量分别随温度和压力的升高略有减少,随水醚比的增加先增后减。反应在水醚比为3～6、温度为200℃～300℃及压力为0.1MPa的条件下,可得到较高的氢气产率与选择性,较好的二甲醚转化率,副产物一氧化碳及甲醇含量较少。     

富甲烷气自热转化催化剂及工艺条件研究

在固定床反应器中,对适合富甲烷气自热转化要求的Ni/α-Al2O3催化剂进行了一系列的工艺条件试验,考察了温度、压力、空速、水碳比和氧碳比对甲烷转化率、氢收率和CO选择性的影响,并进行了120h的寿命试验。结果显示,在甲烷空速GHSV=2000h-1,nH2O/nCH4=1.0,nO2/nCH4=0.6,P=0.5MPa,T=1073K的条件下,甲烷转化率、氢收率和CO选择性分别一直保持在96.7%、70.8%和62.4%左右,以上结果表明该催化剂具有很好的稳定性和较高的活性。     

天然气添加CO_2一段蒸汽转化制甲醇合成气中CO_2配入量及转化气组成的计算

从合成甲醇的化学计量和蒸汽转化的物衡计算出发,推导出计算天然气前加CO2一段蒸汽转化制甲醇合成气工艺     

CoFe2O4氧载体四氢呋喃部分氧化制合成气的热力学分析

利用CoFe2O4氧载体四氢呋喃部分氧化制备合成气,采用Gibbs自由能最小化法对CoFe2O4氧载体四氢呋喃部分氧化制合成气反应进行热力学平衡计算,考察了反应温度、氧燃比和水燃比对CoFe2O4氧载体四氢呋喃部分氧化制合成气反应产物的影响.实验结果表明,温度对CoFe2O4氧载体四氢呋喃部分氧化制合成气反应有显著影响...     

柴油自热重整制氢工艺过程研究

以直馏柴油为原料研究柴油自热重整制氢技术。采用等体积分段浸渍法制备了贵金属催化剂PtLaCe/Al2O3,并在柴油全分析的基础上,通过单因素实验和正交实验考察并分析了PtLaCe/Al2O3催化剂上各因素对柴油自热重整制氢的影响,优化了工艺条件。在催化剂床层入口温度700℃,柴油液空速0.24h-1,水碳比8,氧碳比0.6的适宜操作条件下,每mol柴油可产生氢气25.4mol。     

正戊烷异构化制异戊烷反应热力学分析

用Soave-Redlich-Kwong(SRK)方程对正戊烷异构化制异戊烷反应进行了系统的热力学分析,得到了不同反应条件下的热力学数据、体系相态、平衡组成和正戊烷平衡异构化率。结果表明：正戊烷异构化属微放热反应,降低反应温度可提高正戊烷的平衡异构化率;在反应温度较高的中温分子筛异构化或固体超强酸异构化反应条件下,反应体系为气相,性质接近理想气体,反应压力和氢/烃摩尔比对反应平衡的影响可以忽略;在反应温度较低的低温异构化反应条件下,反应体系为气相或气 液两相,且非理想性比较明显,反应压力和氢/烃摩尔比对反应平衡的影响不可忽略,适当降低反应压力或提高氢/烃摩尔比均可提高正戊烷平衡异构化率。     

硅钨杂多酸催化合成戊二酸二正戊酯

以正戊醇和从二羟酸中分离出的戊二酸酐为原料,以硅钨杂多酸为催化剂进行酯化反应,合成戊二酸二正戊酯。考察醇酐比、反应温度、反应时间、催化剂用量、带水剂对酯化反应的影响,确定合成戊二酸二正戊酯的工艺条件：醇酐摩尔比2．5：1、反应温度140℃、反应时间90min、催化剂用量为体系总量的0．22％、甲苯10mL,酯化率达96％。     

Li~＋／MgO上乙烷氧化脱氢制乙烯的影响因素

采用Ｌｉ￣＋／ＭｇＯ催化剂，研究了Ｌｉ含量、反应温度、原料气组成、活化方式、空间速度等对乙烷氧化脱氢制乙烯反应的影响。考察了在０和２ｍｍｏｌＬｉ￣＋／ｍｏｌＭｇＯ两催化剂上各影响因素引起的差异。发现不同Ｌｉ含量催化剂的表面碱强度与催化剂活性和选择性之间并不都是顺变关系。在压力１０１．３ｋＰａ、温度７１０℃、反应时间７．５８×１０￣（１０）ｈ、原料气配比（Ｃ＿２Ｈ＿６／Ｏ＿２）＝４．７、催化剂组成２ｍｍｏｌＬｉ￣＋／ｍｏｌＭｇＯ的条件下乙烯选择性可达７４％。     

柠檬酸与正丁醇合成柠檬酸三丁酯的热力学分析

采用Benson基团贡献法,对柠檬酸和正丁醇合成柠檬酸三丁酯反应体系进行了反应焓变、熵变、吉布斯自由能变和平衡常数的计算;在300～1 000 K温度范围内,研究了该酯化反应的焓变、熵变和吉布斯自由能变随反应温度的变化以及正丁醇与柠檬酸的摩尔比(醇酸比)对柠檬酸平衡转化率的影响。计算结果表明,该反应为吸热反应;在考察温度范围内,该反应在热力学上是可行的;吉布斯自由能变随反应温度的升高而降低,说明高温有利于反应的进行;醇酸比的提高可以使柠檬酸的平衡转化率增大,理论上最高转化率可达0.990。     

固体超强酸TiO_2/SO_4~(2-)催化合成水杨酸乙酯

研究了以固体超强酸 Ti O2 /SO2 - 4 为催化剂 ,水杨酸和乙醇为原料合成水杨酸乙酯 ,并考察了醇酸比、催化剂用量、反应时间、反应温度对酯产率的影响。结果表明 ,在水杨酸用量为 0 .1 mol的情况下用固体超强酸Ti O2 /SO2 - 4 为催化剂 ,催化剂用量为 1 .0 g,乙醇与水杨酸的摩尔比为 3∶ 1或 4∶ 1 ,反应时间为 5h,反应温度 95～ 1 0 0℃是最适宜的反应条件 ,酯产率达 89%。