裂化催化剂上焦碳的形成与催化剂再生反应动力学研究

本文提出了催化剂上结焦的动力学模型。此模型认为结焦过程可分为三个阶段:单层结焦、多层结焦及微孔堵塞。考察了各种工业用分子筛裂化催化剂的再生动力学,认为碳的燃烧可分为两个阶段:当碳含量大于0.1～0.2%(重)时,烧碳反应对含碳量为一级反应,而当含碳量进一步降低时,反应级数由一级转为1.5级。提出了烧碳反应动力学方程。在不同的再生反应深度下,焦碳的C/H比无明显变化,在再生过程中焦碳中的氢的燃烧速率并不比碳的燃烧速率快。     

几种新型裂化催化剂再生动力学的研究

对几种新型裂化（裂解）催化剂烧炭、烧氢的动力学及再生烟气中CO_2和CO的比值进行考察,得到了不同类型催化剂的烧炭、烧氢速率常数和活化能以及烟气中CO_2和CO的比值随烧焦条件变化的关系式。     

用于N_2O一步氧化苯制苯酚的Fe-ZSM-5催化剂的积碳及再生研究

考察了Fe-ZSM-5分子筛催化剂对N_2O一步氧化苯制苯酚反应的催化性能以及催化剂的积碳和再生过程。通过TG分析得出,在不同空速下,65min内催化剂上的积碳量(质量分数)都接近5%。催化剂的活性评价结果表明,不同空速下形成的积碳对催化剂活性的影响不同,高空速下形成的积碳更易使催化剂失活,低空速下形成的积碳对催化剂活性的影响相对较小。采用非等温法研究了失活Fe-ZSM-5分子筛催化剂的烧炭动力学,得出了烧炭动力学方程,其中烧炭活化能为138.15kJ/mol,烧炭反应级数为7.2。分析结果表明,烧炭过程中的失重量变化率对烧炭速率影响极大,内扩散是烧炭反应的控制步骤。     

积炭的铁酸盐催化剂烧炭再生研究

常压下,在内循环无梯度反应器中,采用不同温度、不同氧分压的条件对积炭的铁酸盐催化剂进行了烧炭再生;对再生后的催化剂活性恢复情况进行了测定。结果表明,控制适当的烧炭条件,可使运转近4000小时的积炭催化剂活性恢复80%以上。采用热分析方法对催化剂的积炭量、烧炭反应的速率常数及活化能进行了测定,从而近似地得到铁酸盐催化剂上积炭燃烧的动力学方程为:-(dC/dt)=1.27×10_8·exp(-14950/T)·P_(?)·C     

轻烃芳构化催化剂的再生

考察了轻烃移动床芳构化ZSM-5纳米级分子筛催化剂的积炭速率,研究其再生工艺条件和再生动力学。结果表明:适宜的轻烃芳构化ZSM-5催化剂再生条件为：再生温度450 ℃、再生气中氧体积分数1%、再生气/催化剂体积比2400;计算得出了芳构化ZSM-5催化剂表面积炭燃烧的动力学方程lnK_c=－3.696×10³/T－3.625,其中积炭燃烧速率对氧分压的反应级数为1.049,对催化剂积炭含量的反应级数为1.060,积炭燃烧活化能为3.121×10⁴ J/mol。烧炭动力学方程的建立为开发移动床催化剂连续再生工艺打下了基础。     

ZSM-5催化剂在多周期MTP反应中的再生行为

采用热重分析探讨了经过多周期MTP反应后的工业ZSM 5催化剂的再生行为,考察了催化剂积炭量、烧炭温度及氧分压对烧炭再生过程的影响。将不同周期催化剂的酸性和孔道结构作为动力学模型预测的重要因素,建立了多周期ZSM 5催化剂的本征烧炭反应动力学模型。结果表明：当再生气流量为70 mL/min时,可排除失活催化剂的外扩散,不同周期失活催化剂的积炭类型较为接近;随着反应 再生周期数的增加,碳级数逐渐变小、氧分压级数逐渐增大,构建的模型能较好地与实验数据拟合,相对误差在5%左右。     

积炭B－02催化剂烧炭再生的研究I．烧炭再生动力学

以在工业两段绝热床中运行近４０００小时的积炭Ｂ－０２催化剂为研究对象，利用内循环无梯度反应器，在水蒸汽与空气等摩尔混合气烧炭条件下，应用序贯实验设计，求得了再生本征动力学方程。同时还考察了一段积炭催化剂在不同水蒸汽与空气摩尔比条件下的烧炭情况。结果表明，水蒸汽的引人有助于降低烧炭速率，使烧炭过程趋于平稳。     

ABO_3/CaO的CO催化氧化特性与烧炭动力学

制备了负载型钙钛矿型复合氧化物ＡＢＯ３／ＣａＯ（Ａ和Ｂ位分别由两种不同组份调变）系列催化剂，采用Ｘ－光衍射分析仪、固定床微型反应装置和热重分析仪对其物相结构、ＣＯ催化氧化能力和烧炭助燃性能进行了系统的表征和评价。结果表明，此催化剂的ＣＯ氧化活性在高温区略低于现行的铂系助燃剂，而烧炭速度和去焦能力却优于铂系助燃剂。根据这些试验结果对表观烧炭动力学进行了初步探讨，证明当加入此催化剂时，在分子筛含炭量较高的烧炭初期，催化烧炭过程符合一级动力学方程，给出了烧炭表观动力学常数。     

甲烷芳构化反应催化剂积炭的热重法研究

运用热重法对甲烷芳构化反应所形成的炭进行了程序升温烧炭考察，比较了不同积炭物的ＤＴＧ曲线的差异；并将积炭量与催化剂活性进行关联，发现Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５催化剂积炭失活阈值为９％；通过烧炭动力学方程求得烧炭活化能     

铂锡重整催化剂再生过程的研究——2.烧炭速度与氧分压的关系

在对氧微分的流动式固定床反应器中,于1—25kPa 不同氧分压条件下,对525℃下重整催化剂和对630℃下催化裂化催化剂进行烧炭动力学研究,模拟出的动力学方程表明,重整催化剂上不同类型焦炭的燃烧速度与氧分压成0.55级关系,而催化裂化催化剂上焦炭燃烧速度与氧分压成0.75级关系。     

燃气建设项目如何实现本质安全设计

本质安全是指设备、设施或技术工艺包含内在的能够从根本上防止事故发生的功能。介绍了本质安全的起源和概念,从燃气建设项目的同时设计、同时施工、同时投入生产和使用实现本质安全的保证;燃气项目本质安全设计存在的问题;建设项目设计实现本质安全的重点;已投运燃气建设项目实现本质安全应注意的问题等4个方面对本质安全进行了论述。阐述了燃气建设项目的本质安全必须从设计源头抓起、必须牢固树立本质安全理念。燃气建设项目本质安全要考虑设备设施的全寿命过程,对于已投运项目的本质安全要纳入日常生产经营管理,要持续改进,不断完善,逐步做到本质安全。     

环戊烯水合反应本征动力学的研究

以强酸性阳离子交换树脂为催化剂,对环戊烯水合制环戊醇反应的本征动力学进行了研究。在此基础上,排除内外扩散对水合反应的影响因素后,采用高斯-牛顿法,根据试验数据进行参数估算,得到了本征动力学模型参数。统计检验结果表明,所建立的动力学模型是适当的,可近似描述环戊烯水合制取环戊醇的反应过程。     

活性炭负载钴基催化剂费托合成本征动力学

在温度220℃～250℃、压力2.0MPa～4.0MPa、空速2000h-1～3500h-1、n(H2)/n(CO)=1.0～2.5的条件下,在固定床等温积分反应器中研究了活性炭负载钴基催化剂(Co/AC)的本征动力学。结合碳化物机理以及CO插入机理,通过假设不同的基元反应以及速率控制步骤推导得到了不同的本征动力学方程。根据实验测定数据,采用Levenberg-Maquardt算法回归得到模型参数,并通过统计检验以及相对误差分析得到了适宜的Co/AC催化剂费托合成的本征动力学方程。     

酸性树脂催化剂上丙烯醛水合动力学研究

以阳离子交换树脂为催化剂，对丙烯醛水合本征动力学进行了研究，通过热力学和动力学分析建立了丙烯醛水合反应动力学模型。实验结果表明，丙烯醛的水合具有一级串联不可逆的特征。根据实验数据，用最小二乘法，得到了本征动力学模型参数。统计检验结果表明，建立的丙烯醛水合反应动力学模型是可行的。     

本体聚合法制备高分子减阻剂的特性黏数研究

采用本体聚合法,以TiCl_4/Al(i-Bu)_3为复合催化剂,α-烯烃为单体,合成了α-己烯/α-十二烯二元聚合物(简称高聚物),考察了反应条件对高聚物特性黏数的影响及高聚物共混对共混物特性黏数的影响。实验结果表明,在较佳的高聚物合成条件(主催化剂TiCl_4用量0.08 g、反应温度-5℃、V(α-己烯):V(α-十二烯)=1:3、助催化剂Al(i-Bu)_3用量0.10 mL、反应时间48 h)下,高聚物的特性黏数达到11.10 dL/g;加入少量二苯基二甲氧基硅烷可增大高聚物的特性黏数;共混物的特性黏数均大于单一高聚物的特性黏数;以TiCl_4/Al(Et)_3/Al(i-Bu)_3为复合催化剂时可提高高聚物的特性黏数。XRD和IR表征结果显示,合成的高聚物为结晶度较低的柔性α-烯烃聚合物。     

CO偶联反应制草酸二甲酯本征动力学的研究

研究了CO偶联反应制草酸二甲酯(DMO)的本征反应动力学。根据最新的机理研究的结果,提出了新的本征动力学模型。根据动力学实验数据发现催化剂表面反应是CO偶联反应的控制步骤。此外,通过动力学研究获得了CO偶联反应制DMO的本征反应动力学方程。     

8MPa压力下甲醇合成反应本征动力学研究

在等温积分反应器中测定了甲醇合成反应本征动力学,实验压力为8MPa,体积空速为5000~10000h-1,反应温度200~260℃,实验采用0.154~0.198mm的铜基国产商用催化剂。以双曲型动力学方程形式建立了以各组分逸度表示的CO、CO2加氢合成甲醇的双速率本征动力学模型,用参数估值方法根据实验数据获得了动力学模型中的参数。残差分析和统计检验表明,动力学模型是适宜的。     

石油化工装置本质安全设计

基于石油化工装置的特点,介绍了一种全新的超前预防事故的安全理念——本质安全。本质安全设计,是以人的不安全行为和物的不安全状态为控制对象,以人、机、料、法、环等为控制的基本元素,以危险源辨识为基础,以风险评价为手段,以事故致因理论为指导的现代设计方法。根据多年石油化工装置设计、施工和运行管理经验,探讨了石油化工装置本质安全的设计原则、设计程序和设计方法,以期为石油化工装置本质安全设计提供一种指导性的思路和实用性的方法。     

疏水缔合阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的制备及其对含油废水的除油效果

采用水溶液自由基胶束聚合法,以丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、丙烯酸丁酯(BA)为原料,合成了疏水缔合阳离子型聚丙烯酰胺(P(AM-DMDAAC-BA))絮凝剂。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1HNMR)对P(AM-DMDAAC-BA)絮凝剂的结构进行了表征,考察了P(AM-DMDAAC-BA)絮凝剂中阳离子单体(DMDAAC)含量和疏水单体(BA)含量、特性黏数、投加量对含油废水除油效果的影响,并与其他有机絮凝剂的除油效果进行了比较。FTIR和1HNMR表征结果显示,AM,DMDAAC,BA3种单体已参与聚合;在x(DMDAAC)=20.0%～50.0%、x(BA)为2.0%左右、特性黏数为500～700mL/g时,P(AM-DMDAAC-BA)絮凝剂对含油废水具有较好的除油效果;当x(DMDAAC)=24.3%、x(BA)=2.0%、特性黏数为636mL/g、投加量为50mg/L时,除油率可达93.4%;与其他有机高分子絮凝剂相比,P(AM-DMDAAC-BA)絮凝剂具有优异的除油效果。     

在Pd/C催化剂上环己基过氧化氢 加氢分解反应动力学

 在淤浆反应器中，研究了Pd/C催化剂催化环己基过氧化氢加氢分解反应的本征动力学，利用经验方程对动力学试验数据进行了拟合，建立了幂函数型本征动力学模型。对模型进行了多种统计学检验，比较了分解动力学模型的计算值和试验值，获得相对误差绝对值的平均值为5.66%。该动力学模型有助于反应器的选型、设计和操作。