等离子体裂解煤制乙炔碳-氢体系的热力学平衡分析

碳-氢多相多组份体系的化学反应平衡组成可用Gibbs自由能极小化法求得. 计算表明：把C-H体系视为单相体系是不合理的，只有在多相体系下的计算结果才是真正意义上的热力学平衡组成，两种体系在生成乙炔的最佳温度范围和平衡组成两方面都有较大的差别. 得出C-H体系中生成乙炔的最佳温度范围是3400~3800 K的高温区域.     

乙炔与二氯乙烷反应体系热力学分析

对乙炔与1,2-二氯乙烷反应体系进行了热力学计算,使用AspenPlus11.0中的RGibbs反应器模块,并结合灵敏度分析工具,对不同情况下各产物在100～450℃下的平衡收率进行了计算;采用REquil反应器模块并结合灵敏度分析工具对1,2-二氯乙烷裂解反应、乙炔氢氯化反应以及二者协同反应在100～600℃下的平衡...     

乙炔与二氯乙烷反应体系热力学分析

对乙炔与1,2-二氯乙烷反应体系进行了热力学计算,使用AspenPlus11.0中的RGibbs反应器模块,并结合灵敏度分析工具,对不同情况下各产物在100～450℃下的平衡收率进行了计算;采用REquil反应器模块并结合灵敏度分析工具对1,2-二氯乙烷裂解反应、乙炔氢氯化反应以及二者协同反应在100～600℃下的平衡收率进行了计算。结果表明,1,2-二氯乙烷裂解反应为强吸热反应,在标准状态下不能自发进行。乙炔与1,2-二氯乙烷协同反应为微放热反应,反应在标准状态下能自发进行;乙炔平衡转化率随温度提高逐渐降低。非聚合副反应对氯乙烯收率影响很小,但聚合副反应对氯乙烯收率影响很大,主要生成氯丁二烯。二氯乙烷裂解与乙炔氢氯化协同反应氯乙烯收率随着温度上升而降低。     

乙炔氢氯化反应体系热力学分析

对乙炔氢氯化反应体系主反应与副反应的热力学性质进行了计算。采用Aspen Plus11.1中的Gibbs反应器模块并结合Sensitivity工具对单一产物、不考虑聚合反应与考虑聚合反应3种情况下各产物在90~420℃下的平衡收率进行计算。结果表明:从热力学角度讲,各反应均为强放热反应,标准状态下能自发进行;210℃以下各反应单独进行时均能达到接近100%的转化率,随温度升高,各反应乙炔平衡转化率逐渐降低且非聚合副反应降低的最快;当考虑非聚合副反应时,氯乙烯收率仍能达到97%以上;但当考虑聚合反应时,氯乙烯收率最高仅为0.6%,主要生成氯丁二烯。表明生成的氯乙烯容易与乙炔发生串联聚合,实际反应过程中应及时将氯乙烯移除,并避免乙炔过量。反应过程中应考虑催化剂的积炭失活因素,降低积炭。     

煤制甲醇装置中二氧化碳的捕集与利用

在目前全球对环境问题越来越重视的今天,二氧化碳的捕集和利用技术也越来越受到重视.然而煤化工行业是碳排放大户,如何减少煤化工企业对碳的排放,对于我们抑制全球变暖有着重要的意义。阐述了利用减压闪蒸法从低温甲醇洗装置中回收二氧化碳和利用醇胺吸收法从热电装置回收二氧化碳的两种方法。并对目前二氧化碳在焊接保护气,辅助采油,采煤层气以及合成碳酸二甲酯方面的应用做了简要的介绍。提出可以利用回收的二氧化碳就地转化合成碳酸二甲酯,延长煤制甲醇企业的产业链的想法。     

电石渣捕集二氧化碳热力学、动力学研究

电石渣是电石水化法生产乙炔过程产生的一种典型的工业固体废弃物,具有强碱性,随意堆放会造成土地盐碱化问题并污染水资源。本文提出常温下利用电石渣对CO₂进行捕集,对其反应过程、反应动力学、反应热力学进行研究。研究结果得出在固液比为40 g/L,气速为250 mL/min时得到最有利CO₂的捕集;通过动力学分析发现一级动力学方程更符合该反应过程;通过热力学分析发现,常温下更有利于反应的进行。     

煤等离子体裂解制乙炔的研究

煤在等离子体中裂解可得到以乙炔为主要成分的裂解气。本文介绍了该工艺的原理、反应器结构、主要影响因素和工艺开发中的若干问题等。到目前为止已投入运转的最大反应器，其功率已达１．２５ＭＷ，加煤量４５０ｋｇ／ｈ以上。以碳计算的乙炔转化率约３０％～４０％，个别数据更高；最低能耗为９～１０ｋＷｈ／ｋｇ乙炔。     

煤制乙炔裂解气的降温工艺

介绍了煤制乙炔工艺中裂解气降温工艺流程并对关键设备的选型进行了详细计算。     

煤等离子制乙炔工艺的应用研究

煤等离子热解制乙炔工艺是传统电石法制乙炔的潜在替代工艺。介绍了煤等离子热解制乙炔的工艺原理,考察了煤热解的影响因素。通过分析制粉系统特性及供电负荷特性,指出燃煤电站具备实施该工艺的条件,并对燃煤电站实施该工艺的经济性进行了分析。     

等离子体裂解煤制乙炔的工程化进展

简述了等离子体裂解煤制乙炔的原理和工艺流程,介绍了在工程化过程中遇到的问题和研究进展及国内外中试水平上实验装置及其运行情况。     

干法乙炔电石渣中生电石的定量分析

介绍了干法乙炔生产过程产生的电石渣中生电石含量的定量分析方法，指出该方法具有准确度高、简便易行的特点。     

等离子体裂解煤制乙炔技术与煤种适宜性研究

等离子体裂解煤制乙炔作为一种洁净和有效利用煤的现代化学工程方法,有很好的应用前景。阐述了等离子体裂解煤制乙炔的基本原理与实验流程,分析比较了几种典型煤在等离子体裂解煤制乙炔中的适宜程度,以及国内等离子体技术的研究与应用情况,提出了等离子体裂解煤制乙炔亟待解决的关键技术问题。     

Protic ionic liquids for the selective absorption of H2S from CO2: Thermodynamic analysis

The solubilities of H₂S and CO₂ in four protic ionic liquids (PILs)—methyldiethanolammonium acetate, methyldiethanolammonium formate, dimethylethanolammonium acetate, and dimethylethanolammonium formate were determined at 303.2–333.2 K and 0–1.2 bar. It is shown PILs have higher absorption capacity for H₂S than normal ionic liquids (ILs) and the Henry's law constants of H₂S in PILs (3.5–11.5 bar at 303.2 K) are much lower than those in normal ILs. In contrast, the solubility of CO₂ in PILs is found to be a magnitude lower than that of H₂S, implying these PILs have both higher absorption capacity for H₂S and higher ideal selectivity of H₂S/CO₂ (8.9–19.5 at 303.2 K) in comparison with normal ILs. The behavior of H₂S and CO₂ absorption in PILs is further demonstrated based on thermodynamic analysis. The results illustrate that PILs are a kind of promising absorbents for the selective separation of H₂S/CO₂ and believed to have potential use in gas sweetening. © 2014 American Institute of Chemical Engineers AIChE J 60: 4232–4240, 2014     

天然气制乙炔净化技术应用研究进展

介绍了国内外天然气裂解制取乙炔原料气的净化技术（提浓和精制）及应用研究现状,对比分析了各种乙炔提浓与精制技术的优缺点。针对现有乙炔精制技术存在工艺流程复杂、操作条件苛刻、溶剂损耗大、废硫酸难以处理等技术经济问题,提出了溶剂法乙炔精制技术。采用高选择性溶剂脱除粗乙炔气中的高级炔烃和CO2获得产品乙炔。该乙炔绿色精制技术不仅克服了现有乙炔净化技术的缺点,还能获得高级炔烃副产品。     

乙炔前加氢催化剂活性分析方法研究

乙炔加氢催化剂活性对反应器入口CO浓度变化非常敏感,量化CO浓度对催化剂活性的影响程度并预测催化剂活性与反应器入口温度的对应关系十分必要。通过反余切三角函数建立催化剂活性随CO浓度变化的模型,定量描述CO浓度对催化剂活性的影响,并结合反应器入口温度、入口原料气总质量、入口与出口各物质的含量等实际生产数据,优化动力学参数和失活模型参数,定性和定量描述催化剂活性变化后反应器入口温度的调整方法,利用此模型结合相关数据考察反应器入口温度对催化剂活性的影响。     

Thermodynamic analysis of coal pyrolysis to acetylene in hydrogen plasma reactor

A systematic re-examination of the thermodynamic study on the process of coal pyrolysis to acetylene in a hydrogen plasma reactor was performed with referenced pilot-plant data at the scale of 2-MW plasma. At the ultra-high temperature conditions, the gas phase composition may reach thermodynamic equilibrium immediately no matter whether the solid carbon exists or not. The mass ratio of C/H in the gaseous phase plays a significant role in the acetylene concentration at the thermodynamic equilibrium states. It is demonstrated either in thermodynamics calculation or in hot tests that a mass ratio of C/H near or above 2 is essential to gain an acceptable concentration of acetylene in the mixed gases, which indicates that the mixing efficiency between gas and coal particles near the coal injection point becomes pivotal to the yield of acetylene for its direct influence on the devolatilization of coal, i.e., the gaseous C/H ratio. Being consistent with the hot test experience, the extra amount of water added into the system may inhibit the production of acetylene. However, the addition of methane might impose a positive effect on the yield of acetylene and therefore on the overall reactor performance.     

降低干法乙炔装置电石加料系统氧含量的措施

分析了干法乙炔装置电石加料系统氧含量和乙炔含量超标的原因,通过更换设备,改进工艺,降低了安全风险,改善了生产环境.     

化学链燃烧中H2S对NiFe2O4氧载体活性的影响机理

采用密度泛函理论方法研究H₂S与NiFe₂O₄（001）完整表面和氧缺陷表面的相互作用机理。结果表明,H₂S在NiFe₂O₄氧载体表面Ni原子位的吸附能比其在Fe原子位的吸附能大。氧缺陷的形成会使H₂S在氧载体表面金属原子位的吸附能增大,并且Ni原子位吸附H₂S的吸附能增加更为明显。因而,NiFe₂O₄氧载体表面的Ni原子位是H₂S的主要吸附位。同时采用热力学方法进一步研究含H₂S的合成气与NiFe₂O₄氧载体之间的反应,发现H₂S与氧载体的反应产物与氧载体的还原程度密切相关。由于铁氧化物的深度还原过程受到热力学限制,H₂S与NiFe₂O₄氧载体反应的主要产物为Ni₃S₂。密度泛函理论方法与热力学方法研究结果均表明H₂S倾向于与NiFe₂O₄氧载体中Ni发生相互作用,这将对NiFe₂O₄氧载体的反应性能产生不利影响。     

CO2气氛下准东煤化学链燃烧特性研究

我国准东煤储量丰富,钠含量高。以高钠准东煤为燃料,CO₂为气化介质,铁矿石为载氧体,基于鼓泡流化床反应器开展准东煤化学链燃烧特性的实验研究,考察了煤粒径、温度、流化风速和煤焦粒径对煤及煤焦化学链燃烧过程中可燃气体逃逸规律的影响;同时研究了煤中矿物质对煤焦气化过程的影响。结果表明,在基于鼓泡流化床实施的煤化学链燃烧过程中,由于煤颗粒和载氧体床料流化特性差异大,存在离析现象;离析影响煤化学链燃烧过程中挥发分和焦炭的转化;较高流化风速可显著增强载氧体与煤/焦炭颗粒的混合,有效改善离析对可燃气体转化的影响,降低可燃气体逃逸,并加快焦炭气化速率;煤焦中的矿物质能够维持煤焦较快的气化速率。     

干法电石渣性质分析及乙炔气逸出行为研究

干法电石渣是电石法制乙炔过程中产生的大宗钙基固废,其中残留电石及乙炔气对资源化利用影响较大。针对利用过程乙炔气富集的安全隐患问题,对电石渣的粒径分布、矿相组成、微观形貌等进行了系统分析和表征,考察了残留电石含量变化及不同温度、湿度、振荡、晾置时间、气体置换等因素对乙炔气逸出行为影响。结果表明：干法电石渣主要物相是Ca(OH)₂,以多面体片状疏松结构存在,粒度集中分布在75 μm以下,电石残余量0~0.71%;温度升高及水分含量增加促进电石渣内乙炔气的逸出,振荡无明显促进或抑制作用;采用预先晾置与气体置换相结合的方式能够使得电石渣内乙炔气得以大量逸散,有效降低乙炔气富集燃爆风险,本工作可为干法电石渣的安全运输和利用提供依据。