常压下一氧化碳中温变换催化反应动力学的研究(简报)

(一)概述一氧化碳中温变换催化剂的动力学方程式,在工业变换炉设计时使用,它可以剖析工业变换炉中催化剂的使用情况,逐步使设计达到最佳化。同时,动力学方程式的研究还可以分析各种因素对催化反应速度的影响,合理选择优惠的工业生产条件和变换炉型式,並进一步探讨反应机理。     

CO变换工艺技术的发展趋势

阐述了CO变换工艺技术的发展趋势,即主要集中在新型催化剂的开发、新型结构变换炉设计及相应的工艺流程设计上。新型变换催化剂的开发主要是通过载体改良或找到性能更优的助剂和活性物质,以及研制具有更小颗粒尺寸和更大比表面积的异形变换催化剂来完成;对于现代的大型化工装置,等温和轴径向结构变换炉的优势更为明显,未来的变换炉设计将会向着等温变换炉和轴径向变换炉的方向发展;对应的等温变换工艺技术将是变换工艺技术的主要发展趋势之一。     

加压中温变换炉设计方法研究与开发

本文提出了三段水冷激加压中温变换炉的新型设计方法。该方法是在仅获得B109中温变换催化剂常压本征动力学实验数据的基础上,评价了描述工业颗粒催化剂内传质过程的数学模型,从而建立了描述三段加压中变炉的数学模型,进而成功地完成了加压中变炉的设计工作。经用该数学模型对加压中变炉投产后所获得的操作工况数据进行模拟计算的结果表明:用于模拟变换炉设计的数学模型是适用的。本工作不仅为应用数学模拟法完成工业变换炉设计提供了一个实际例子,而且其成果对缩短工业催化剂动力学研究以及从动力学研究到工业反应器设计、放大的周期具有现实的经济意义和一定的理论意义。     

新型CO耐硫变换催化剂QDB-04的开发及应用

介绍了新型CO耐硫变换催化剂QDB-04的性能特点及工业应用情况，对Shell粉煤气化煤气第一变换炉反应深度的问题及控制第一变换炉“床层飞温”的办法进行了讨论，提出了ODB-04催化剂应用于低水气比Shell粉煤气化制氨变换工艺的设计方案。     

球形催化剂气力输送系统研究

为实现球形催化剂生产过程物料自动化转序,开展气力输送工业试验,考察不同流速下球形催化剂的破碎率,通过对最佳输送流速下物料输送前后的物化指标及颗粒外观对比表明,球形颗粒的强度和磨损率未降低,颗粒外观及物化性能无变化。     

QDB-04耐硫变换催化剂的应用

介绍了合成氨装置扩产改造方案和变换工艺指标;简述了对QDB-04耐硫变换催化剂进行性能对比、动力学计算和工业侧线实验的情况;从工艺流程、催化剂装填、催化剂升温硫化等方面论述了QDB-04耐硫变换催化剂的工业应用情况。结果表明,在不增加反应器和催化剂装填量的情况下,QDB-04耐硫变换催化剂变换活性较高,变换炉出口CO指标至少可降低0.5%,每年可产生经济效益约1 680万元。     

铜基甲醇合成催化剂的最佳效率因子

铜基甲醇合成催化剂的最佳效率因子刘国际，姚佩芳，朱炳辰（郑州工学院化工系，郑州４５０００２）（华东理工大学，上海２００２３７）关键词：最佳效率因子，最佳颗粒密度，甲醇合成，催化剂，表面中毒１前言工业催化剂是由粉状细粒压制成颗粒状的，其变量就是颗粒密度...     

QCS—01型催化剂在德士古渣油制氨装置上的工业应用

从工业使用和经济角度，阐述了国产QCS－01钴钼系耐硫变换催化剂在德士古渣油制氨装置一段变换炉上的工业应用，并取得了理想的使用和经济效果。     

QCS-01催化剂在德士古水煤浆加压气化制氨装置一段变换炉的工业应用

介绍了耐硫变换催化剂QCS - 0 1在德士古水煤浆加压气化制氨装置一段变换炉上的工业应用和 2个生产周期后卸出催化剂的分析测试。应用数据和卸出样的分析测试结果表明 :QCS - 0 1催化剂活性好 ,稳定性高 ,操作弹性大 ,完全能够适用于以水煤浆为原料加压气化大型制氨装置的工艺条件。一段变换炉上层催化剂失活的主要原因为工艺气中砷含量较高造成催化剂砷中毒     

KC-103S型预硫化耐硫变换催化剂在甲醇合成装置的应用

针对榆林甲醇厂60万t/a甲醇装置合成气变换炉原催化剂活性严重衰退导致床层压降过大,进行了催化剂更换。介绍了KC-103S型预硫化耐硫变换催化剂的装填情况及开工导气的过程和应急措施,分析了更换该催化剂后的经济效益。运行结果表明,采用KC-103S型催化剂后,开车过程催化剂无粉碎现象、强度稳定性好,变换炉入口、出口、床层温度未发生明显变化,可缩短开工时间约40 h,经济性良好。     

QCS-03小颗粒催化剂在轴径向反应器的工业应用

介绍QCS-03小颗粒耐硫变换催化剂在轴径向反应器的工业应用情况。运行结果表明,国产QCS-3小颗粒耐硫变换催化剂具有温域较宽,抗低硫性能较强,在高硫情况下催化剂活性较好等特点,完全适用于Shell粉煤气化工艺的耐硫变换装置。     

Modeling and simulation of an industrial slurry phase ethylene polymerization reactor: effect of reactor operating variables

A hierarchical and computationally efficient mathematical model was developed to explain the polymerization of high-density polyethylene (HDPE) in an isothermal, industrial, continuous stirred tank slurry reactor (CSTR). A modified polymeric multi-grain model (PMGM) was used. Steady-state macroscopic mass balance equations were derived for all species (namely, monomer, solvent, catalyst and polymer) to obtain the final particle size and the required monomer and solvent input rates for a given catalyst input and the reactor residence time. The interphase mass transfer coefficients were calculated for the industrial CSTR using the operating data on the reactor. The present model was tuned with some data on an isothermal industrial reactor and the simulation results were compared with data on another set of industrial reactor. The comparison revealed that the present tuned model is capable of predicting the productivity and the polymer yield at various catalyst feed rates and the mean residence times. The effects of variation of two operating variables (catalyst feed rate and mean residence time) on the productivity, the polymer yield, the polydispersity index (PDI) and the operational safety were analyzed. The present study indicated that an optimal value of the reactor residence time (for maximum productivity per catalyst particle) exists at any catalyst feed rate.

     

LB型节能催化剂上高温变换反应本征动力学及工业化测定

运用正交实验设计安排了LB型节能催化剂高温变换反应本征动力学实验,测得不同温度、不同流量、不同水碳比、不同反应气体摩尔分数下LB型节能催化剂上CO高温变换反应本征动力学数据。用甲酸盐机理模型和幂函数模型拟合实验数据,确定了本征动力学模型参数。进行了本征动力学模型统计检验,表明所建模型无论局部还是整体都是显著和可信的。在此基础上,进行了大型合成氨装置上LB型节能催化剂高变反应工业化测定,按多组分单一反应等温球形催化剂一维非均相反应-扩散模型,利用配置法结合解非线性方程组的Merson法求解模型,得到了工业反应器中催化剂床层温度、内扩散有效因子、CO转化率和摩尔分数随床层相对高度的分布,模拟结果与工业化测定结果吻合。     

环流流化床反应器中乙烯气相聚合反应研究

研究开发了１种新型的用于乙烯气相聚合反应的环流流化床反应器。通过对工业Ａ催化剂和实验室自制的ＱＣＰ－０１催化剂的乙烯气相聚合反应评价及聚合物产品的颗粒形态等方面的研究,认为环流流化床反应器具有聚合反应平稳、催化剂的聚合活性高、产品粒径分布均匀等特点,是１种具有良好应用前景的新型反应器。     

钛对耐硫变换催化剂性能的影响

利用常压微反色谱、程序升温还原（ＴＰＲ）等技术研究了钛对耐硫变换催化剂性能的影响，结果表明：（１）钛能明显提高耐硫变换催化剂的活性，尤其是在低于６２３Ｋ时活性提高最为明显；（２）工业侧流试验后，含钛样品的保留活性及活性保留率均高于Ｋ８－１１；（３）催化剂中添加助剂ＴｉＯ２后，能显著提高对原料气中Ｈ２Ｓ含量变化的适应能力，因此可以拓宽对原料气的选择范围，对工业生产有着十分重要的现实意义。     

1,4-丁二醇连续加氢反应过程的开发

本文以镍系催化剂催化加氢制取1,4-丁二醇为研究对象,应用工业反应过程开发方法的基本原则,进行连续加氢反应过程的开发研究,就确定优选工艺条件、加氢反应器形式的选择及反应器主要结构尺寸等进行了论述,考察了反应放大时几何尺寸的影响,并对出现的工程问题提出相应的对策。     

三相鼓泡淤浆床环氧乙烷合成反应器数学模拟及工程分析

建立了加压三相鼓泡淤浆床环氧乙烷合成反应器的数学模型 ,计入了催化剂颗粒在床层中沉降形成沿床高浓度分布对反应的影响以及由于惰性液相载体部分返混对传递的影响 ,进一步利用经实验验证的上述数学模型模拟不同表观气速、床高、反应器直径 (扣除传热元件截面积 )、进口乙烯摩尔分数等参数对床层中催化剂浓度随床高的分布、出口环氧乙烷摩尔分数、环氧乙烷选择率以及单位质量催化剂环氧乙烷年产量的影响 .通过模拟分析预示了工业三相床环氧乙烷反应器的合理尺寸、表观气速、环氧乙烷选择率以及时空产率 ,为工业化提供必要的设计依据     

Lurgi型甲醇合成反应器的模型化(Ⅰ)MK-101型催化剂上合成甲醇的宏观动力学

在接近工业操作的条件下,采用内循环无梯度反应器,对在原粒度MK-101催化剂上由CO/CO_2/H_2合成甲醇的宏观动力学进行了实验研究,获得了可供实用的宏观动力学方程.研究表明,合成甲醇与变换反应的循环偶合是这一复杂反应体系最显著的动力学特征.     

新型中温变换催化剂制备的研究

本文介绍了采用工业硝酸酸化废旧铁屑、制取硝酸亚铁溶液 ,并以该溶液为主要原料研制新型铁 -铬系中温变换催化剂。所制备的催化剂样品性能检测结果表明 :各项性能完全符合、甚至有些指标超过部颁标准。工业化批量生产的新型中变催化剂已装入太原化肥厂 2 #变换炉投入使用 ,运行情况良好     

Lurgi型甲醇合成反应器的模型化(Ⅰ)MK-101型催化剂上合成甲醇的宏观动力学

在接近工业操作的条件下,采用内循环无梯度反应器,对在原粒度MK-101催化剂上由CO/CO_2/H_2合成甲醇的宏观动力学进行了实验研究,获得了可供实用的宏观动力学方程.研究表明,合成甲醇与变换反应的循环偶合是这一复杂反应体系最显著的动力学特征.