在V-Mg-O催化剂上丁烷氧化脱氢制丁二烯和丁烯Ⅰ.反应器的影响

采用惰性膜反应器（IMR）和固定床反应器（FBR）研究了V－Mg-O催化剂上丁烷氧化脱氢制丁二烯和丁烯的反应，采用在陶瓷膜上部分涂釉方法得到的惰性膜的渗透率符合实验要求，用多级全混流模型描述IMR中丁烷氧化脱氢反应，数学模型的计算结果与实验结果相差较小，分析了IMR和FBR中轴向气体分压，反应速率及瞬时选择性的分布，结果表明，用惰性陶瓷膜管作为空气分布器的膜反应器，可以降低丁烷氧化脱氢反应中催化剂床层的氧气分压，提高C4烯烃（丁二烯和丁烯）的选择性。     

钨铈复合氧化物催化剂氧化丙烷脱氢制丙烯的研究

采用周期操作的丙烷氧化脱氢制丙烯固定床反应装置,使丙烷的氧化和催化剂的氧化在不同的时间进行,利用WxCeOy催化剂体相的晶格氧氧化丙烷,减少深度氧化,提高反应的选择性。考察了W与Ce摩尔比及活性组分负载量对催化剂催化性能的影响,以及丙烷氧化脱氢的反应条件。在反应温度390℃、空速180h-1时,丙烷转化率为6.5%,丙烯选择性为86.5%,表明WxCeOy催化剂对丙烷氧化脱氢制丙烯有较好的低温催化性能。     

丙烷脱氢规整反应器的模拟研究

采用单孔道模型模拟规整反应器,建立数学模型,利用COMSOL Multiphysics软件对丙烷脱氢制丙烯反应进行了模拟,并与散堆固定床进行了对比,同时考察了规整反应器中工艺条件与催化剂结构对丙烷脱氢反应的影响。模拟结果表明,与传统散堆固定床相比,规整反应器的丙烷初始转化速率更大、转化率更高、丙烯选择性更高、反应器压降更小,最大丙烯收率为0.407 7,反应器压降仅为344 Pa,但失活速率较颗粒催化剂快。采用规整反应器,升高温度有利于丙烷转化率增大。低转化率时,反应温度越高,丙烯选择性越低。压力越大,丙烷转化率越低。相同转化率下,压力越大,丙烯选择性也越低。适宜的催化剂孔壁厚度为0.2 mm。催化剂孔密度对丙烷脱氢反应基本没影响。     

CFD在丙烷脱氢流化床反应器中的应用

为某中试循环流化床装置中的丙烷脱氢反应器建立了三维多尺度CFD流动-传热-反应耦合模型,并采用该模型对丙烷脱氢反应器的操作工况进行了参数优化研究。所建立的三维多尺度CFD模型能够较准确地刻画丙烷脱氢在整个流化床反应器内的反应历程。通过参数优化研究获得丙烷脱氢反应器的最佳操作条件为：反应温度600 ℃,体积空速2 350 h-1,催化剂装量0.8 kg,催化剂平均粒径70 μm,在此操作工况下,丙烷转化率为43%,丙烯选择性为85%,丙烯收率达37%。所建立的CFD模型能够用于丙烷脱氢流化床反应器的模拟、设计、放大与优化等过程。     

Raman和TPR法研究丙烷氧化脱氢VOx/MoOx/Al2O3催化剂

采用原位激光拉曼和程序升温还原法研究了VOx分散于载有单层MoOx(4.8 Mo/nm2)的Al2O3上丙烷氧化脱氢.比较了这些催化剂和VOx/Al2O3的脱氢速率和选择性.在一定VOx表面密度下,每克VOx/MoOx/Al2O3催化剂的脱氢反应速率比VOx/Al2O3催化剂的高1.5～2倍.中间层MoOx通过抑制丙烷和丙烯燃烧反应速率增加了丙烯选择性.偏钒酸铵作钒源,使用钒的醇盐制备催化剂可使VOx形成高分散的单钒酸根和多聚钒酸根配位结构、减少V2O5晶粒的生成及促使V-O-Mo键的形成.催化剂的C3H6形成速率与其H2消耗速率成线性关系.     

氯氧化处理对Pt-Sn-Na/ZSM-5丙烷脱氢催化剂再生性能的影响

分别采用烧炭法和烧炭-氯氧化法对积炭后的Pt-Sn-Na/ZSM-5丙烷脱氢催化剂进行再生（以下分别简称试样1和试样2）。借用X射线衍射法、透射电子显微镜、H2-程序升温还原法、NH3-程序升温脱附法等分析了催化剂物理化学性质,并在固定床反应装置上,考察了催化剂的丙烷脱氢性能。结果表明:试样1的Pt分散度明显下降;氯氧化处理可有效促进烧炭后催化剂Pt的再分散,并且增加了催化剂表面酸性,因此,试样2的丙烷转化率较高,但丙烯选择性较低;此外,由于氯氧化处理中水蒸气的存在,导致催化剂的机械强度下降,以及Pt-Sn合金的生成,因此,试样2经二次再生后,丙烯收率明显降低。     

助剂对Pt/γ-Al_2O_3催化剂丙烷脱氢性能的影响

采用一系列金属氧化物助剂(Ce,Sn,Zn,V,La,C r,Fe,Zr,M n的氧化物)对Pt/γ-A l2O3催化剂进行修饰,通过丙烷催化脱氢反应考察了不同助剂对Pt/γ-A l2O3催化剂脱氢性能的影响。研究结果表明,经修饰的Pt/γ-A l2O3催化剂的脱氢性能有不同程度的改善。加入CeO2,SnO2,ZrO2助剂,Pt/γ-A l2O3催化剂的丙烷脱氢活性显著提高,丙烷的初始转化率分别提高了9.2%,8.2%,8.1%;加入ZnO助剂,丙烯选择性显著提高,丙烯初始选择性高达97%;SnO2助剂对改善Pt/γ-A l2O3催化剂的稳定性效果最好。采用氢气程序升温还原对催化剂进行表征,表征结果显示,金属氧化物助剂经还原后仍以氧化态形式存在,未以单质形式与铂形成合金。     

基于ACM丙烷脱氢反应过程的模拟

利用动力学方程参数,在ACM环境中建立了丙烷脱氢的反应器模型,分析了反应器温度分布、丙烷转化率、反应产物组分沿反应器径向和轴向的变化。将ACM建立的反应器模型封装后导入Aspen中,在Aspen环境中建立了丙烷脱氢反应工段四台串联反应器(1~#～4~#)的流程,分析了反应器出口温度、进料H₂/HC对反应过程的影响。分析结果表明,提高3~#、4~#反应器入口温度对提高丙烷转化效率要高于1~#、2~#反应器;提高4~#反应器入口温度丙烯选择性降低最少,其次是3~#反应器。降低进料中H₂/HC的比例有利于丙烯的生成,提高丙烯产量,但同时会加速催化剂上焦炭的形成,造成催化剂活性降低,需要对丙烯选择性和催化剂寿命做均衡考虑。     

丙烷脱氢制丙烯技术研究

讲解了丙烷脱氢制丙烯的几种工艺:催化脱氢、氧化脱氢和膜反应器脱氢。文章综合讨论了丙烷脱氢制丙烯催化剂的研究现状。虽然丙烷脱氢制丙烯的工业化已经构建,但催化剂的性能需要进一步提高。氧化脱氢制丙烯的研究及膜反应器在丙烷脱氢化学反应之中的优势,研发高稳定性、高透氢性的氢分离膜预计能大大提高丙烯收率。     

丙烷脱氢制丙烯反应及再生工艺的研究

采用炼油厂丙烷气进行了丙烷脱氢制丙烯反应及再生工艺的研究,在小试评价装置上分别考察反应温度、空速、载气等对丙烷脱氢反应的影响,考察了催化剂的再生性能,优化再生条件,并对催化剂的失活原因进行了分析。研究结果表明:随着反应温度的提高和空速的下降,丙烷转化率不断提高,但选择性逐渐下降;在600℃、丙烷空速400 h~(-1)的条件下,丙烷转化率为43.41%,丙烯选择性为81.29%,丙烯收率大于35.29%;经过6次再生后,催化剂性能保持稳定,炼油厂丙烷气不会造成催化剂中毒,催化剂失活的主要原因是积炭,失活催化剂在550～580℃经过0.5 h的烧炭即可恢复性能。     

膜催化氧化正丁烷制顺酐

以多孔玻璃管为基体，制备４种用于正丁烷氧化制顺酐的膜反应器。在一定的操作条件下，考察了固定床反应器与这４种膜反应器在正丁烷氧化制顺酐中的反应性能并加以比较，发现ＹＳＺ膜反应器可获得高于固定床反应器的选择性和收率。     

以NiSO_4／γ－Al_2O_3为催化剂丙烯齐聚两段反应法制壬烯和十二烯新工

研究了以ＮｉＳＯ＿４／γ－Ａｌ＿２Ｏ＿３为催化剂丙烯齐聚两段反应法制壬烯和十二烯的新工艺。考察了反应温度、空速及溶剂稀释等工艺条件的影响及在第二个反应器前添加丙烯的效果。当两段串联反应器的第一段和第二段的反应温度分别为６０℃和８０℃，反应压力为３．２ＭＰａ，丙烯的液体体积空速（ＬＨＳＶ）为１．５ｈ￣（－１）时，丙烯转化率达９６．５％，壬烯和十二烯的选择性分别为２７．９％（ｗ）和２９．６％（ｗ）。若按二聚物返回反应体系计，目的产物总选择性达８０％。     

乙苯脱氢多孔膜反应器的研究

采用管形结构的填充床纳滤不对称γ－Ａｌ２Ｏ３／α－Ａｌ２Ｏ３膜反应器，考察了膜反应器的操作条件：进样速度、吹气流量、水和乙苯摩尔比和反应温度等对转化率和苯乙烯选择性的影响。结果表明，膜反应器中乙苯脱氢转化率以及苯乙烯选择性均高于相同操作条件下填充床反应器中的值，转化率平均提高约４．５％，苯乙烯选择性约２％左右。试验还表明，降低进样速度，提高乙苯和水的比例或提高吹气速率均可提高膜反应器中乙苯转化率，同时可保持选择性基本不变。并且用动态毛细凝聚法和扫描电子显微镜研究了纳滤膜反应前后的稳定性。结果表明，膜的Ｋｅｌｖｉｎ孔径在反应前后有明显变化。     

甲烷部分氧化制合成气的研究——不同Ni担载量催化剂的反应活性考察

在微型固定床反应器中,考察了不同担载量的镍系催化剂对甲烷部分氧化制合成气的催化反应行为的影响。结果表明：ｗ（Ｎｉ） ＝ ５ ％ 催化剂上的甲烷部分氧化的活性和ＣＯ 选择性最佳,在８２０ ℃时,该体系能获得９１－３ ％ 的ＣＨ４ 转化率,９７－２ ％ 的ＣＯ 选择性。在实验温度７５０ ～８７０ ℃内,随着反应温度的升高,该催化剂上的催化活性和ＣＯ 选择性均增加。在８７０ ℃时,ＣＨ４ 转化率为９４－３ ％ ,ＣＯ 选择性为９７－６ ％ 。用ＴＰＲ、ＸＲＤ 表征该系列催化剂的物化特性,将ＴＰＲ 和ＸＲＤ 的表征结果（ ｗ（Ｎｉ） ＝ ５ ％ 的催化剂没有ＮｉＯ 晶相,而 ｗ（Ｎｉ） ＝ ８ ％ ～１８ ％ 的催化剂有该晶相） 及反应温度与Ｎｉ 担载量进行关联,可解释反应结果。     

丙烯歧化制乙烯和丁烯

报道了在wo_3-SiO_2催化剂上丙烯歧化制乙烯和丁烯的试验结果。在10毫升固定床常压试验、10毫升固定床加压试验以及1升固定床常压放大试验中,丙烯转化率分别为41.1％、41.7％、44.8％;乙烯收率分别为15.4％、16.1％、15.5％;丁烯收率分别为22.8％、24.1％、24.6％;总选择性分别为93.8％、96.4％、91.6％。     

催化剂载体对天然气催化氧化制合成气反应的影响

采用浸渍法制备催化剂，应用固定床流动反应，进行了程序升温还原（ＴＰＲ）和ＸＲＤ分析等实验，考察了单载型镍系催化剂活性组份负载量和载体对催化反应活性和物化性质的影响。结果表明，过量的镍担载量对反应是不利的，在α－Ａｌ２Ｏ３载体上以９％的担载量较好；３种不同的载体上以Ａｌ２Ｏ３担载镍催化剂活性最好，在８００℃反应时可获得８８．９％的天然气转化率和９３．４％的ＣＯ选择性。在实验温度范围内（７００～９００℃），反应温度越高，催化活性和选择性越好。催化剂随着载体的不同，其中活性组份的分散度不同，与载体的相互作用及还原特性均有较大差别。     

多级固定床反应器串联的环氧乙烷催化水合制乙二醇工艺的研究

以HCO3-型强碱性阴离子交换树脂为催化剂,采用多级固定床反应器串联的催化水合工艺(简称多级工艺)对环氧乙烷(EO)制乙二醇(EG)的反应进行了研究,并与采用单个固定床反应器的单段工艺进行了对比,考察了水与EO的摩尔比(简称水比)和重时空速对多级工艺中EO转化率和EG选择性的影响。实验结果表明,与单段工艺相比,多级工艺采用多段进料的方式,有效移除反应中放出的热量,降低了催化剂的膨胀率,提高了催化剂的使用寿命;在3个反应器温度分别为77,75,70℃、水比为8、重时空速为2.0h-1、压力为1.0MPa的条件下,连续运行2880h,EO转化率约为99%,EG选择性约为97%。     

膜反应器对CO_2甲烷化反应性能的影响

采用水蒸气选择渗透SiO2 复合膜及填充Ru/Al2 O3固定床催化剂 ,构成反应 -分离耦合的膜反应器 ,研究其对CO2 甲烷化反应性能的影响。相同反应条件下与管式固定床反应过程比较 ,膜反应器的转化率最大可提高 11%。通过对膜反应器数学模型的数值解析 ,考察渗透速率与反应速率之比等因素对平衡移动的影响 ,为无机膜的制备及膜反应器的设计提供依据。     

浆态床反应器中熔铁催化剂的费托合成反应性能

研究了浆态床反应器中熔铁催化剂的费托合成反应性能,并与固定床反应器进行了比较。实验结果表明,熔铁催化剂在浆态床反应器中具有较好的费托合成反应活性和良好的稳定性;与固定床反应器相比,浆态床反应器中CH4和CO2的选择性明显降低。考察了反应温度、反应压力、合成气空速、合成气n(H2)∶n(CO)对浆态床反应器中熔铁催化剂费托合成反应性能的影响。实验结果表明,适当调变反应条件,可有效提高熔铁催化剂的费托合成反应活性,并使产物分布得到优化。在n(H2)∶n(CO)=1.6、2.0M Pa、250℃、GHSV=3 000h-1的条件下运行900h,浆态床反应器中CO的转化率达92%左右,CH4的选择性为5%左右,CO2的选择性为40%左右。