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.     

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。     

油砂沥青溶剂提取回收组合工艺

采用有机溶剂提取-超临界CO2回收溶剂这一组合方法对加拿大Athabasca油砂进行了提取分离及溶剂回收实验,通过实验筛选出最佳抽提溶剂为重整汽油。溶剂提取的最佳工艺条件:提取温度80℃,溶剂流量60mL/min,提取时间60min。在此条件下油砂沥青提取率达到92.74%。对超临界CO2-重整汽油体系的相行为进行研究,并通过实验综合考察了温度、压力、CO2流量以及回收时间等工艺操作条件对溶剂回收的影响。结果表明:在回收温度50℃,回收压力13MPa,溶剂与CO2分离温度70℃,压力5MPa,CO2流量7.5L/h,时间1h的条件下,重整汽油的回收率为98.71%。     

碳酸钾催化苯酚在超临界CO2中合成水杨酸的实验研究

在超临界CO2中以K2CO3为催化剂,由苯酚一步直接合成了水杨酸.改进了传统的有机酚酸(Kolbe-Schmitt 反应)的两步法合成工艺.在CO2压力4～14 MPa、温度160～220℃,考察温度、压力、反应时间、催化剂用量等条件对水杨酸收率的影响.水杨酸最高得率接近54%,产物的选择性在99%以上,副产物有极少量...     

煤制合成天然气甲烷化反应研究

采用本征动力学装置进行了煤制合成天然气(SNG)甲烷化反应研究,实验采用0.154~0.198mm的自制甲烷化催化剂NJ34,反应温度300~500℃,反应压力2.0~5.0 MPa,体积空速5 000~9 000h-1。实验结果表明,在温度和空速一定的条件下,反应压力的变化对催化剂的CO转化率、CO2转化率以及总碳转化率的影响不明显;在反应温度和压力一定的条件下,气体空速的变化对催化剂的CO转化率的影响不明显,CO2转化率出现了一定的波动;在压力和空速一定的条件下,随着反应温度的提高,CO和CO2转化率都呈下降趋势,且CO2转化率的下降更加显著。     

焦炉煤气部分氧化制甲醇合成气研究

应用ChemCAD软件,采用吉布斯反应器模型对转化炉进行模拟,分析了温度、压力、进气量等各工艺条件对反应的影响。模拟结果表明,焦炉煤气部分氧化制取合成气适宜的操作条件为:进气温度500℃,反应压力1.85 MPa,进入转化炉各物流的摩尔流量COG(焦炉煤气):H_2O:O_2:CO_2=1:0.8:0.21:0.095。     

合成碳酸二甲酯宏观动力学及反应器数值模拟

在固定床反应器中研究了PdCl_2-CuCl_2-KOAc/AC催化剂上甲醇气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯(DMC)反应的宏观动力学,建立了以CO、O_2、甲醇分压表示的幂函数动力学模型,统计检验表明所得模型具有较高的可信度。依据动力学模型,建立了用于该反应过程的固定床反应器二维拟均相模型,借助Matlab软件,模拟分析了空速、原料组成、进口温度、操作压力和管外介质温度等因素对反应过程的影响。模拟计算结果显示,操作压力和空速对反应器的热点温度影响显著,而甲醇的转化率及DMC对CO的选择性受原料组成影响较大。优化确定了在PdCl_2-CuCl_2-KOAc/AC催化剂上甲醇气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯适宜的条件为进料组成CH_3OH/CO/O_2的体积比为0.20:0.27:0.53,空速7 500 h~(-1),进口温度160℃,操作压力0.30 MPa。在该条件下,床层的热点温度为214.96℃,甲醇的转化率为51.69%,DMC对CO的选择性为65.92%。     

煤-天然气气流床共气化新技术研究

煤-天然气气流床共气化技术是实现不同工艺优势互补的高效能源综合转化技术。通过建立煤-天然气共气化试验装置,研究气化温度、气化压力、天然气/煤、水煤浆浓度对煤-天然气共气化主要指标的影响。通过分析合成气中主要气体组成、氢碳比(H2/CO)以及CH4含量变化,优选煤-天然气共气化试验条件,最后进行煤-天然气共气化优化试验。结果表明,煤-天然气共气化较合适的反应条件为:气化温度1 300~1 400℃,天然气/煤0.75~1.50 Nm3/kg,水煤浆浓度58%~61%。以西湾煤为原料,在制浆浓度59%,入炉煤量18 kg/h,天然气/煤0.94 Nm3/kg,气化温度1 350℃、气化压力0.5 MPa的条件下,煤-天然气共气化试验装置生产的合成气产量为46.06 Nm3/h,H2+CO含量为88.64%,CH4含量为0.66%,H2/CO为1.23。说明煤-天然气气流床共气化技术是一项高效的气化技术,该技术的开发有利于实现煤与天然气共气化技术的大规模工业化应用。     

金属醋酸盐复配催化剂催化超临界CO2一步法合成碳酸二甲酯

由CO2合成碳酸二甲酯(DMC)是CO2资源化的重要途径之一。超临界CO2因具有独特的溶解和传递性能,在合成反应中可既作反应物,又作反应溶剂。本实验以超临界CO2、环氧丙烷和甲醇作为反应物,选用金属醋酸盐与K2CO3、KI复合催化一步合成DMC。在温度130~170℃、CO2压力2~14 MPa条件下,考察了催化剂用量、物料配比、温度、压力、反应时间等条件对DMC产率的影响,产物采用气相色谱以内标法进行定量分析。结果表明,当醋酸锌复合催化剂配比为K2CO3:KI:Zn(CH3COO)2=1:1:2时,在合适的反应条件下(催化剂用量4%,物料配比8:1,160℃、7.4MPa,反应4 h),环氧丙烷转化率可达95%,DMC产率可达54.3%。     

超临界CO2破碎生姜细胞壁萃取精油

采用超临界CO2萃取生姜精油,设计了一个突然降压的过程,使生姜块茎的细胞壁破碎,减少过程的传质阻力。通过L18(37)正交试验得出其最优的工艺条件为:破碎压力20.0MPa,恒压时间30min,降压速率为10.0MPa/min,萃取压力16.0MPa,萃取温度45℃。在CO2流量为20.0m3/h时,萃取60min可完成操作。与索氏(溶剂)提取法相比,其收率很高(约3.62%);与超临界CO2萃取法相比,该方法的萃取温度、萃取压力和操作时间有较大降低,产品收率提高1.32倍;据此设计的150L中试装置,经过4000h的试运行证明,该装置用于萃取姜油可完全满足工艺要求。     

甲烷化技术国产化研究进展

甲烷化是焦炉气制天然气、煤制天然气生产流程的关键步骤,为打破国外技术垄断,国内研究机构积极进行技术开发。系统梳理了甲烷化技术的国产化研究进展,分析了焦炉气甲烷化技术的应用现状,探讨煤制天然气甲烷化技术的应用前景,并就降低首次工程应用风险提出几点建议。国内甲烷化技术已经实现广泛开发,焦炉气甲烷化技术成功实现工业化应用,其国内市场占有率高于国外技术。煤制天然气甲烷化技术已成功开发,工业化应用前景广阔,首次工程应用时应注重经验借鉴、安全分析及设备选型等。     

焦炉煤气脱硫、脱氨工艺的合理配置及组合新工艺

回顾了我国焦炉煤气净化工艺技术的发展历程,比较了各种焦炉煤气脱硫脱氨组合工艺的优缺点,介绍了配有脱硫废液处理装置的焦炉煤气脱硫、脱氨组合新工艺系统。     

焦炉煤气制天然气产业的发展探讨

分析了目前国内焦炉煤气利用现状,指出焦炉煤气制天然气是焦炉煤气高效利用的新途径。探讨了焦炉煤气制天然气产业的宏观市场环境,提出该产业的发展不但可以解决焦化企业焦炉煤气过剩的问题,而且有利于缓解国内天然气短缺的矛盾,对加快传统焦化产业升级和煤基产业链延伸等均具有重要的意义,焦炉煤气制天然气产业在我国具有很好的发展前景。着重分析了山西省发展焦炉煤气制天然气产业的意义。     

煤和焦炉气联供制合成天然气过程的建模、模拟与分析

近年来中国的煤制天然气项目快速发展。然而煤制天然气项目的CO₂排放量大、污水产量高难处理,生产过程能效低。与此同时,中国焦炭工业每年产生约700亿立方米的副产物焦炉气,这些富氢的焦炉气大多被燃烧或直接排放进入大气,对环境造成严重影响,同时还浪费了巨大的经济价值。煤和焦炉气联供制天然气新工艺可有效解决这些问题。焦炉气与煤元素互补,焦炉气中的氢气可用来调节合成气的氢碳比;甲烷可通过甲烷干重整过程降低煤制烯烃过程排放的CO₂,提高碳元素利用率,实现节能减排。本文针对煤和焦炉气联供制天然气这个新的工艺过程进行建模、模拟与分析,发现新过程的能效比煤天然气烃过程提高了约8个百分点,而CO₂排放量则减少了约60%。     

Study on a multifunctional energy system producing coking heat, methanol and electricity

A multifunctional energy system (MES) capable of consuming coke oven gas (COG) and coal, and simultaneously producing coking heat, methanol and electricity, was subject to an exergy analyses based on Energy Utilization Diagrams (EUDs). In this system a coal-fired coke oven is adopted to produce coke and COG, where non-coking coal is burned to supply thermal energy to the coking process. The COG and coal gas gasified from coal in a gasifier, were mixed to produce syngas for methanol synthesis. Since COG rich in hydrogen and coal gas rich in CO, the mixture of COG and coal gas can easily adjust the mole ratio of CO to H₂ of syngas instead of the conversional reforming and shift processes. The active component of syngas is firstly converted into methanol and then the rest is introduced to a gas turbine for power generation. As a result, the overall efficiency of the MES system is about 62.3%, and its energy savings ratio is about 15% comparing with individual systems. The paper provides a new approach to use coal more efficiently and cleanly.     

焦炉煤气高附加值化利用新途径研究

我国每年产生1000亿Nm3左右的焦炉煤气.传统利用途径没有实现资源价值最优化利用.文章介绍了三种新利用途径,分别为生产SNG、DMM3～4和烯烃,对其效益进行了研究.三种新途径可比焦炉煤气直接销售效益提升3～12倍,最优化利用方式为生产DM3～8.     

Desulfurization of coke by recycling COG in coking process

The technology of desulfurization of coke during coking is conceptually designed, in which the coking oven gas (COG) is blown into the coking chamber of the coke oven during the coking stage. Analysis based on laboratory experiments and computer simulation shows the possibility to reduce sulfur of coke by 0.2% by recycling 20% of COG. The technology may be an economic way to produce low sulfur coke or to produce metallurgical coke using high sulfur coal.     

焦炉煤气生产直接还原铁试验与研究新进展

分析了焦炉煤气生产直接还原铁没有发展起来的原因,介绍了焦炉煤气生产直接还原铁的4种工艺流程及国内外用焦炉煤气生产直接还原铁试验与研究进展情况等,认为山西省具备了用焦炉煤气大规模生产直接还原铁的基本条件,应积极争取条件,大规模发展焦炉煤气生产直接还原铁。     

焦炉煤气生产甲醇技术进展及产业化现状

焦炉煤气制甲醇工艺的研发成功,不仅可以有效利用焦炉气资源,同时生产甲醇原料气。介绍了焦炉气制甲醇工艺中的净化工艺和转化工艺,以及该技术在我国目前的应用状况,并分析了其经济性指标。国内8万t/a及12万t/a两套装置顺利开车及稳定运行证明该工艺成熟、可靠。     

焦炉气制甲醇工艺中焦炉气的精制

介绍了焦炉气制甲醇工艺中,焦炉气的精制过程以及工艺设计和设备选型的特点,采用部分氧化催化转化工艺制得的甲醇合成气,完全能够满足甲醇合成需要,在装置规模、安全、环保等方面可达到国际先进水平。