催化剂活化压力对费托合成反应影响的研究

采用中国神华自主知识产权低温浆态床费托合成工业沉淀铁系催化剂SFT418-7,在神华浆态床费托合成催化剂评价中试装置(CEU)上实施了经不同活化压力处理的催化剂对费托合成反应性能影响试验。结果表明,2.8 MPa压力下还原处理的催化剂较0.5 MPa压力活化处理的催化剂合成气(H2+CO)总转化率高,CO转化率和H2转化率均略高,而C+,C3+和C5+时空产率及合成气产油率却有所降低,碳有效利用率相对降低,其原因主要受CO2选择性增加引起。催化剂活化压力提高后,反应产物CH4选择性显著增加,烃类中C3+和C5+产物选择性下降,表明提高压力活化情况下,催化剂表面水煤气变换反应活性相增加,费托合成反应向碳链缩短方向转移。     

1-丁烯羰基合成戊醛的工艺

采用连续实验装置,以1-丁烯和合成气为原料、三苯基膦乙酰丙酮羰基铑为催化剂,经羰基合成反应制备了戊醛。考察了反应温度、反应压力、催化剂用量及合成气中H2与CO的配比对合成反应的影响。实验结果表明,提高反应温度、增加反应压力和催化剂用量可明显提高1-丁烯的转化率,反应压力和催化剂含量对戊醛选择性的影响较小;降低反应压力或提高合成气中H2分压,可显著提高产物中正戊醛的含量。在100℃、1.5 MPa、反应液中铑含量250μg/g、原料气中n(H2)∶n(CO)=1.9².0的条件下,1-丁烯转化率为85%2.0的条件下,1-丁烯转化率为85%⁹0%,戊醛选择性在95%以上,产物中正戊醛与2-甲基丁醛的摩尔比为890%,戊醛选择性在95%以上,产物中正戊醛与2-甲基丁醛的摩尔比为8¹1。     

钙盐助剂对ZrO_2催化CO加氢合成i-C_4烃的影响

考察了几种钙盐助剂对ZrO2 催化CO加氢合成i C4烃的影响。ZrO2 的制备采用普通沉淀法 ,助剂的添加采用机械混和法。CaF2 和CaSO2 表现出良好的助剂效应 ,在提高烃类产物中i C4烃的选择性的同时 ,保持着较高的反应活性。而CaCl2 ,Ca(NO3) 2 ,Ca(BO2 ) 2 等钙盐助剂却产生负效果 ,烃类产物中甲烷等低碳烃类的选择性大大增加 ,而i C4烃的选择性降低。催化剂酸碱表征结果表明 ,催化剂表面酸碱性对催化剂的催化性能有很大的影响。催化剂上适宜数量的酸碱量和酸碱比例是影响CO加氢合成i C4烃的非常重要的因素。     

钙盐助剂对ZrO2催化CO加氢合成i—C4烃的影响

考察了几种钙盐助剂对ZrO2催化CO加氢合成i-C4烃的影响,ZrO2的制备采用普通沉淀法,助剂的添加采用机械混合法,CaF2和CaSO2表现出良好的助剂效应。在提高烃类产物中i-C4烃的选择性的同时,保持着较高的反应活性,用CaCl2,Ca(NO3)2,Ca(BO2)2等钙盐助剂却产生负效果,烃类产物中甲烷等低碳烃类的选择性大大增加,而i-C4烃的选择性降低,催化剂酸碱表征结果表明,催化剂表面酸碱性对催化剂的催化性能有很大的影响,催化剂上适宜数量的酸碱量和酸碱比例是影响CO加氢合成i-C4烃的非常重要的因素。     

反应条件对Co/SBA-15催化剂Fischer-Tropsch合成性能的影响

采用初湿浸渍法制备了 Co/SBA—15催化剂,采用 N_2物理吸附、X 射线衍射和透射电子显微镜等方法对载体和催化剂进行了表征;在小锈钢固定床反应器中,对 Co/SBA—15催化剂的 Fischer—Tropsch 合成性能进行r评价,考察了反应温度、反应压力及合成气空速对 CO 转化率和产物选择性的影响,得到了 CO 转化率与反应温度、反应压力和合成气空速间的定量关系,并给出了数学表达式。实验结果表明,CO 转化率与反应温度呈指数关系、与反应压力呈线性关系、与合成气空速呈反比关系,过高或过低的反应温度、低反应压力和大合成气空速都不利于长链烃的生成。同时考察了反应时间对 Co/SBA-15催化剂 Fischer-Trop-sch 合成性能的影响。随反应时间的延长,CO 转化率降低,产物选择性变化不大,在考察反应温度、反应压力及合成气空速的影响时,可以忽略反应时间的影响。     

添加CO_2对Fischer-Tropsch合成反应的影响

采用无梯度反应器,在Fe-Mn催化剂、不同氢碳比和反应温度下,考察了反应体系中添加CO2对Fischer-Tropsch合成反应的影响。实验结果表明,添加CO2可加快水煤气逆变换反应的速率,CO2的选择性降低。当反应体系总压不变时,在不同氢碳比和反应温度下,添加CO2降低了合成气的分压,CO转化率降低,含氧化合物的生成速率也呈下降趋势。添加CO2降低了表面氢物种的浓度,低碳烃的烯烷比增大。乙烯的再吸附及二次反应性能强于丙烯、丁烯等的再吸附及二次反应性能;随氢碳比的增大,乙烯二次加氢反应显著增强。无论添加CO2与否,乙烯选择性均随氢碳比的增大而降低,而其他轻质烃的选择性则随氢碳比的增大而增加。在本实验条件范围内,水煤气变换反应仍远离平衡。     

MgO改性Ni/γ-Al_2O_3催化剂用于甲烷重整制取合成气研究

采用分步浸渍法制备了不同MgO含量改性的γ-Al2O3载体Ni基催化剂,并利用XRD、H2-TPR对催化剂进行表征。在γ-Al2O3中添加适量的MgO,使得γ-Al2O3表面形成MgAl2O4尖晶石,改善催化剂的反应性能。考察了催化剂MgO添加量,反应温度和压力对甲烷蒸汽重整以及甲烷二氧化碳重整反应的影响,以及原料气CO2/CH4比对甲烷-二氧化碳-水蒸汽三重整制得的合成气的H2/CO比的影响。催化剂最佳的MgO添加量为10%质量分数。在甲烷-水蒸汽-二氧化碳混合重整反应中,当n(H2O)/n(CH4)为1时,n(CO2)/n(CH4)在0.4~0.5之间能得到n(H2)/n(CO)约为2的合成气。     

二氧化碳加氢合成异构烃反应机理初探

以Fe-Zn-Zr/HY作为催化剂,CO2和H2为反应物,在340℃、5MPa的条件下,通过一些对比反应对异构烃的合成机理进行了初步的研究和探讨。实验结果表明:(1)催化剂的作用主要来源于Fe-Zn-Zr和HY分子筛两种催化剂的独立作用;(2)甲醇是整个反应的中间产物;(3)CO不是异构烃合成的必须中间产物,CO与CO2加氢合成烃类的途径截然不同;(4)Fe-Zn-Zr和HY都与异构烃的形成有着直接的关系。     

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。     

一种以合成气为原料两段法制备低碳烯烃的方法

本发明涉及一种以合成气为原料两段法制备低碳烯烃的方法。该方法是将费托合成工艺与烯烃反歧化工艺组合成两段工艺制备低碳烯烃。该两段法工艺均在固定床反应器中进行，合成气先在一段固定床反应器中通过费托合成催化剂制备出含有较高乙烯、丙烯、丁烯选择性的烃类混合物，反应产物经冷阱脱除液相产物、分子筛除水、     

天然气和二氧化碳转化制合成气的研究 Ⅶ.氧气的影响

采用固定床流动反应装置,考察了镍负载型催化剂上氧气对天然气和CO_2转化制合成气催化性能的影响,测定了催化剂的床层温度分布曲线.发现,随镍负载量增大,产物合成气摩尔百分含量迅速增大,当镍负载量达到一定值后,合成气含量保持不变.当原料气按化学计量比进料时,在800℃产物合成气的干基组成可以达到95%～96%(mol).氧气的加入对合成气含量影响较小,但可以在较宽范围(1.07～0.50)调节CO/H_2的比例.在800℃,CH_4:CO_2:O_2=35:35:17.5(ml/min)条件下,Ni-5催化剂连续使用280h,其活性和选择性几乎保持不变,说明催化剂具有良好的稳定性.在天然气和二氧化碳转化反应体系引入氧气,可以明显地缓和反应体系的强吸热效应,为降低能耗和增大反应器直径从而提高产量提供了可行性.     

热等离子体和催化剂协同作用重整甲烷和二氧化碳制备合成气

在常压下,利用15kW的实验室装置,以氮气为工作气体,进行了等离子体与催化剂协同作用下甲烷和二氧化碳重整制备合成气的实验。实验着重考察进料气V(CH4)/V(CO2)为4:6、氮气流量1.7m3/h、放电功率9.6kW条件下,原料气总流量变化对反应转化率、产物选择性及能量效率的影响。结果表明:随原料气总流量的增加,反应物转化率逐渐降低,产物选择性基本不变。在等离子体与催化剂协同作用下,反应物转化率、产物选择性及能量产率都比单独的等离子体作用提高大约15%~20%。尤其是能量产率比先前的文献报道值高出150%。热等离子体与催化剂协同作用重整反应处理量大、能量产率高,有较好的应用前景。     

水蒸气添加下介质阻挡放电CO2重整CH4反应研究

基于介质阻挡放电(DBD)装置，在添加水蒸气的情况下进行CO₂重整CH₄反应，考察水/碳摩尔比对放电特性和反应性能的影响。结果表明：在固定放电功率条件下，使DBD具有最强电荷传输能力和最高反应活性的最佳水/碳摩尔比为0.5;在常见产物合成气、烃类化合物的基础上，主要液态产物为甲醇、乙醇、乙酸和丙酸；在水/碳摩尔比为0.5的条件下，反应物转化率、H₂和CO产率、气相产物的选择性以及转化反应物、生成合成气和烃类化合物的能量效率达到最大值；增加水/碳摩尔比在抑制醇类化合物生成的同时促进酸类化合物的产生，由于总的液相产物生成量随着水/碳摩尔比的增加而逐渐减低，因而对应的能量效率也随之降低。此外，添加水蒸气能促使DBD CO₂重整CH₄反应保持良好的稳定性。     

天然气等离子多重整工艺中试研究

由浦江思信通科技有限公司自行设计和建设了一套16Nm~3/h重整气规模的天然气等离子多重整中试装置,在该装置上利用载氧体催化剂开展了低温等离子多重整工艺研究。试验结果表明,以含微量水的天然气和空气为原料,在等离子弧激发、650～1050℃和接近常压的反应条件下,最高可使98%以上甲烷等轻烃获得转化,主要生成物为合成气(H_2+CO),通过改变反应条件合成气氢碳比(n(H_2)/n(CO))可在1.5～3.0之间调变。该工艺进料水碳比在0.3以下,反应生成的水可循环利用,总体上不耗水;天然气中烃类C原子氧化反应生成的CO_2产物选择性为25%以下,75%以上为CO气体,并实现了重整反应热量自供,烃类的利用率高,能耗低。     

合成气在以锑改性的HZSM-5分子筛为酸性组份的双功能催化剂上直接转化制二甲醚

 采用固态离子交换法制备了一系列不同氧化锑Sb2O3含量(0~30%)的锑改性HZSM-5分子筛，并以其为酸性组分与铜基甲醇合成活性组分组成双功能催化剂，在连续流动加压固定床反应器上考察了对合成气直接制二甲醚反应的催化性能。结果表明，在温度为260 ℃、压力为4 MPa和原料气空速为1500 ml/(g.h)的反应条件下，HZSM-5分子筛经适量的Sb2O3改性后，产物中二甲醚的选择性由改性前的55%显著提高到69%，而二氧化碳和烃类副产物的选择性则分别由32.4%和9.3%降低到约27%和0.6%。结合NH3-TPD酸性表征结果可知，Sb2O3改性显著提高二甲醚选择性的主要原因是其明显减少了HZSM-5分子筛强酸中心的数量。另外，还考察了反应条件如温度(240-280 ℃)、压力(3-5 MPa)和原料气空速(1500-5000 ml/(g.h))对双功能催化剂反应性能的影响。     

用合成气制异丁烯

<正> 日本东京工业大学资源化学研究所最近以合成气为原料合成异丁烯取得成功。原料混合气中,CO/H_2之比为1∶3,反应温度35℃,反应压力0.6—20大气压。在上述条件下,用氧化锆作催化剂反应3小时,生成异丁烯的选择性在90％以上。实验中发现,CO/H_2在氧化锆上的反应,温度的变化对选择性有影响。异丁烯是生产丙烯酸、丁基橡胶和汽油添加剂的原料。日前是从石脑油裂解副产的C_4馏份中得到的,     

二氧化碳的化学利用

介绍了以CO2作为原料合成化学品的一些最新研究进展。从CO2与H2、CH4、H2O、CH3OH等反应可以制得甲醇、C2烃、合成气、碳酸二甲酯等许多有价值的化学品,同时二氧化碳的化学利用对环境保护也极为有益。     

不同原料气甲烷化制天然气的热力学分析

由于不同原料气组成不同,会对甲烷化过程造成不同影响。通过建立基于吉布斯自由能最小法的热力学模型,利用ASPEN Plus软件对合成气、焦炉煤气和煤热解气三种原料气CO甲烷化体系进行热力学分析,探讨了温度和压力及原料气组成(O_2、CH_4、CO_2和C_2H_4)对CO转化率、CH_4选择性和产率及积炭的影响,寻找出每种原料气甲烷化过程中的主导因素,确定出合适的工艺条件,优化甲烷化工艺。研究表明:低温高压有利于甲烷化反应的进行。合成气中CH_4对CH_4选择性和收率影响较小,所以可采用产品气循环工艺;但高温下CH_4和CO_2都导致积炭增加,应采用低温反应且严格控制CO_2含量。而对焦炉煤气来说采用较高压力即可消除甲烷对反应的影响;CO_2和C_2H_4对反应造成影响较小,可采用补碳工艺来平衡原料气中过量氢气。煤热解气本身含碳量高,CH_4、CO_2和C_2H_4均导致积炭加剧,因此不建议采用产品气循环工艺且要严格控制CO_2含量,并脱除C_2H_4等气态烃类化合物。从安全和催化剂失活方面考虑,焦炉煤气和热解气中应尽可能减少O_2含量。     

基本有机化学工业

TQ204200512113二氧化碳在化学合成中的应用〔刊〕/王志(西北化工研究院)∥浙江化工.-2005,36(3).-28～30近年来二氧化碳在合成及制备高附加值化工原料等方面有进展,包括合成甲醇、制合成气、合成二甲醚、CO2+H2合成异构烷烃、合成高分子化合物、合成羧酸及其衍生物、合成有机碳酸酯、合成人造金刚石等。表3参18(张兆云摘)TQ221.1200512114正构烷烃加氢异构反应的研究进展〔刊〕/杨崇功(齐化集团)∥天津化工.-2005,19(2).-18～21正构烷烃的加氢异构化,可以提高汽油的辛烷值,改善柴油和润滑油的低温流动性,同时保持较高的产品收率。对正构…     

原料性质对正构烷烃加氢异构化选择性影响的研究

对不同烃类在分子筛催化剂上的加氢异构化反应进行研究,考察正构烷烃链长变化对其加氢异构化选择性的影响、长链正构烷烃与短链正构烷烃之间的影响、正构烷烃与异构烷烃之间的影响。结果表明：正构烷烃的碳链越长其降凝越困难;混合原料中长链烷正构烷烃与短链正构烷烃相互影响、正构烷烃与异构烷烃相互影响,长链烷烃存在时会影响短链烷烃的反应活性,而异构烷烃的存在对正构烷烃反应活性无影响,但对正构烷烃的异构产物分布有影响;在转化率相当的条件下,混合原料的异构产物分布比单纯正构烷烃的异构烷烃分布更加有利于降低凝点。