甲醇水蒸汽转化制氢Cu1Zn1Al3.2催化剂研究

采用浸渍法制备了一系列CuxZnyAlz催化剂,考察了催化剂焙烧温度和组成对甲醇水蒸汽转化制氢反应性能的影响, 用TG-DTA、XRD和SEM等方法对催化剂性能进行了表征.结果表明:400℃焙烧、Cu/Zn/Al配比(摩尔)为1:1:3.2时,制备的Cu1Zn1Al3.2催化剂具有良好催化性能;Cu1Zn1Al3.2催化剂较为适宜的反应工艺条件为:反应温度240～250℃,水/醇比1.1～1.3,液体质量空速1～2 h-1;甲醇转化率达到100%,二氧化碳选择性大于97%.本研究制备的Cu1Zn1Al3.2催化剂中CuO 含量仅为24.53%(质量),约为通常共沉淀法制备的Cu/Zn/Al催化剂的CuO 含量的50%,但Cu1Zn1Al3.2催化剂对甲醇水蒸汽转化制氢反应性能与共沉淀法相当.为甲醇水蒸汽转化制氢技术用于燃料电池用氢和中小规模制氢过程提供依据.     

基于PROII研究甲醇合成的平衡组成

借助PROII软件,研究了合成甲醇体系中纯组分H2和CO等的密度值以及甲醇和甲醇-CO-H2混合物的容积值随温度和压力的变化,并与实验值进行了比较,在此基础上考察了温度和压力对甲醇合成体系平衡组成的影响.结果表明,压力对各组分性质的影响较大,当压力不大于10MPa时,该软件的模拟计算值与实验值较接近,平衡组成与文献值也基本一致,低温高压有利于提高甲醇的平衡组成.对多喷嘴干粉气化工艺产气合成甲醇的研究表明,当采用铜基催化剂时,压力控制在9MPa～10MPa,合成气入口温度在260℃左右,CO2含量在6%～8%(体积分数)利于甲醇合成.     

甲醇水蒸汽重整制氢催化剂制备的研究

针对燃料电池用氢制备用于甲醇水蒸汽重整制氢的Cu/Zn/Al系列催化剂,研究催化剂组成、制备方法对催化剂性能的影响。利用热分析和X射线衍射等分析手段对催化剂前驱体和焙烧后催化剂样品进行分析和表征。结果表明,铜基催化剂对甲醇水蒸汽重整制氢反应有较好的活性和选择性,合适的组成是Cu、Zn和Al的原子质量百分比为45∶45∶10和47.5∶47.5∶5,210 ℃反应转化率达到100%;并流共沉淀法和热分解法制备的催化剂都具有较好的催化性能。     

二甲醚水蒸汽重整制氢反应平衡组成模拟计算

对比了二甲醚水蒸汽重整过程中由外部供热和燃烧反应尾气供热两种方式下的热效率,并对体系进行了热力学分析,模拟考察了反应温度、压力、原料组成等因素对体系平衡组成的影响,探讨了二甲醚转化率、氢气和一氧化碳等产物的变化情况.分析发现,反应器温度在200 ℃,压力为0.1 MPa时可以获得最佳的原料转化率.研究认为二甲醚水蒸气重整制氢的副产物甲烷可显著降低氢气的含量,一氧化碳在高温、低水/二甲醚进料比的情况下产生.催化剂应具有选择性催化功能,同时应具有低温高活性.     

液化石油气在MTP反应中的作用

在MTP反应中,考察液化石油气/水蒸汽或水蒸汽与甲醇共进料的反应条件对催化剂寿命和丙烯选择性的影响,并利用热重分析对催化剂结焦情况进行了分析。结果表明,液化石油气/水蒸汽作稀释气时,丙烯选择性较水蒸汽作稀释气时提高了9.9个百分点,200 h内,催化剂结焦质量分数减少7.3个百分点,在两个反应周期,催化剂寿命累计延长250 h,表明液化石油气中C4烯烃与甲醇的耦合作用在MTP反应中起关键作用,可有效提高丙烯选择性,延缓催化剂结焦,提高催化剂寿命。     

煤制天然气甲烷化装置开车过程中问题及处理措施

对煤制气甲烷化开车过程中问题进行研究,详细讨论了脱硫系统中脱硫槽温度、水蒸汽浓度和脱硫催化剂、甲烷化反应系统中工艺气组成、温度、水蒸汽流量以及循环气量等在开车过程中易出现的问题,并给出了相应的处理措施。     

甲醇部分氧化-蒸汽重整制氢的化学平衡计算

用热力学方法研究甲醇部分氧化－蒸汽重整耦合制氢反应。计算出反应系统在不同温度下的反应平衡常数和平衡组成，为催化剂的研制和动力学模型的建立提供依据。     

高温水蒸汽处理对HZSM-5分子筛催化甲醇制丙烯的影响

考察不同硅铝比的HZSM-5分子筛催化剂和经过高温水蒸汽处理后的HZSM-5分子筛催化剂在甲醇制丙烯反应中的催化性能,考察温度和空速对催化反应的影响。结果表明,随着HZSM-5分子筛硅铝比的增加,产物中丙烯选择性增大,可能是分子筛的酸性降低所致;经过高温水蒸汽处理后的HZSM-5分子筛表面酸性降低,提高了催化剂的催化性能。在反应温度450 ℃和空速1.0 h^-1条件下,600 ℃高温水蒸汽处理后的催化剂HT-600的丙烯选择性从改性前的26.8%提高到33.5%。     

甲醇制低碳烯烃反应体系的热力学计算与分析

采用原子矩阵法确定了甲醇制低碳烯烃独立的反应数,采用Gibbs自由能最小化方法,建立了计算烯烃产物之间平衡关系的数学模型,简化了计算过程。计算了甲醇制低碳烯烃各独立反应的Gibbs自由能及烯烃产物之间的平衡关系。热力学分析表明,甲醇制低碳烯烃反应主要为动力学控制,提高反应温度、降低反应压力和加水有利于乙烯平衡组成增加和乙烯与丙烯总平衡组成的增加,丙烯平衡组成随温度、压力变化存在最大值。计算数据与文献值比较表明,该法计算结果可靠,对甲醇制低碳烯烃的实验室研究及工业化生产有指导意义。     

甲缩醛合成催化剂的筛选和工艺条件

针对由甲醇、甲醛溶液合成甲缩醛反应。采用不同制备方法制备了四种不同组成的硅酸铝固体酸催化剂,在间歇操作方式下,通过改变催化剂用量、反应温度、原料甲醇和甲醛的摩尔配比以及反应原料中甲醛初浓度.考察了反应混合物中反应物和产物浓度随时间的变化关系以及反应的选择性和收率,得出了实验操作范围内适宜的催化剂组成、制备方法和反应工艺条件。     

二氧化碳和水蒸气重整制甲醇的热力学分析

二氧化碳和水蒸气重整制甲醇是有效利用二氧化碳资源的重要途径,具有重要的经济和环保意义。从热力学角度进行分析,找出合理的反应条件,以提高甲醇的选择性和收率,对指导CO2和H2O反应具有重要意义。文中基于Gibbs最小自由能原理对该体系的热力学平衡进行了相关计算,分析了温度、压力、原料配比H2O/CO2等条件对该反应体系平衡组成的影响。结果表明:改变温度对体系的平衡组成影响不大,而体系的平衡组成随着压力和原料配比H2O/CO2的增大而增大。得到优化反应条件为初始原料摩尔比n(H2O)/n(CO2)为7∶3,温度约为500 K,压力为8 MPa。这对二氧化碳水蒸气重整制甲醇反应条件的优化具有一定的指导价值。     

生物质气催化合成甲醇的热力学分析

由生物质气合成甲醇是一复杂反应系统,本文计算了其中各个反应的反应热和平衡常数与温度的关系.并以CO 21.5%、CO₂ 22.8%、H₂ 52.5%、N₂ 3.2%的气体模拟生物质气,用平衡常数法计算了在473.15～553.15 K、3～6 MPa下的平衡组成、碳的平衡转化率和所得甲醇的浓度.计算结果表明,这一体系中,主要是CO+H₂生成甲醇.低温和高压有利于提高碳的平衡转化率和甲醇的浓度.并用工业C306催化剂验证了上述规律的正确性.由于反应既受热力学控制,又受动力学控制,在3 MPa时碳的转化率在533.15 K时达到最大,接近平衡转化率.随压力升高,甲醇产率及液相产物中的浓度逐渐升高.     

悬浮床加氢脱硫尾气水蒸气转化制氢热力学

以悬浮床加氢脱硫尾气为水蒸气转化制氢原料,采用改进的原子序数矩阵法构建了包含6个独立反应的化学反应体系。分别考察各个独立反应在不同反应温度下,标准摩尔反应焓、吉布斯自由能变及平衡常数的变化规律;借助HYSYS流程模拟软件中的GIBBS反应器,研究反应器出口温度、反应压力及水碳物质的量之比对产物平衡组成的影响。热力学研究结果表明：烷烃碳数越高,水蒸气转化反应的平衡常数、吉布斯自由能变和标准摩尔焓对温度的敏感性越高,达到相同转化效果所需的反应温度越低。HYSYS模拟确定该体系下最适宜的反应条件为反应器出口温度700℃、反应压力100kPa、水碳物质的量之比4。     

异丁烷与丁烯烷基化反应的热力学计算与分析

对异丁烷与1-丁烯烷基化反应体系进行了热力学计算,获得了不同反应温度下各烷基化反应的焓值、吉布斯自由能、平衡常数,分析了反应温度对烷基化反应平衡组成的影响。结果表明:在0~100℃的温度范围内,异丁烷与1-丁烯烷基化反应属于放热反应,且烷基化反应可以自发进行。随反应温度的升高,烷基化反应的平衡常数逐渐减小,高辛烷值TMP组分的总含量呈下降趋势。     

煤加氢气化的化学热力学模型预测

综合运用化学平衡和热力学平衡对于给定煤种的加氢气化反应建立了通用的热力学数学模型。用于预测气化炉出口的煤气成分、产量等。并利用该模型计算分析了煤加氢气化直接生成CH4的过程,主要分析了反应温度及压力对加氢气化反应的平衡常数和平衡转化率的影响。用化学动力学方法建立数学模型,通过计算获得主要气体产物与反应温度和压力之间的关系,以及气化过程中氢气系数对最终气体产物的影响。     

甲醇乙烯烷基化反应体系热力学分析

考察了甲醇乙烯烷基化反应体系各独立反应吉布斯自由能随温度变化情况,采用吉布斯自由能最小法计算得到不同反应条件下体系平衡组成。结果表明:该反应体系主要受动力学控制;适当升高温度有利于烯烃生成,且乙烯和丁烯的生成是丙烯生成反应的阻碍点;在只生成丙烯的极端情况下,单独考察生成丙烯的反应,为了提高丙烯产率,需要适当降低反应温度,若综合考虑设备和能耗等因素,体系存在最佳反应压力和进料比(乙烯与甲醇摩尔比)。     

Milliseconds steam reforming of methane using Rh/MgO/γ-Al2O3 catalyst

采用负载型Rh/MgO/γ-Al₂O₃催化剂研究了毫秒级甲烷蒸汽重整过程,在水碳比为1和3的条件下,详细考察了反应温度、空速和催化剂Rh含量对反应转化率和选择性的影响。研究结果表明,Rh/MgO/γ-Al₂O₃催化剂在毫秒级操作条件下具有良好的催化性能,使用5%（质量分数）Rh催化剂,在水碳比3、反应温度1150 K、空速641.11 L•（g cat）^-1•h^-1时,CH₄转化率约90%,CO₂选择性约20%,毫秒级接触时间反应行为即可接近热力学平衡。高温有利于毫秒级甲烷蒸汽重整过程。     

改性粉煤灰对燃煤电厂脱硫废水中氯离子的吸附性能

为了将"以废治废"的理念融入实际工业应用中,开展对燃煤电厂固体废弃物粉煤灰改性后在不同条件下进行脱硫废水的吸附实验研究.结果表明,改性粉煤灰的最佳投加量为25 g/L,此时对废水中Cl-的去除率最大,为56％;在45°C和pH为5的条件下,粉煤灰对Cl-的吸附量最大,在反应约280 min时达到吸附平衡.该吸附过程为吸...     

Phase transition at subcritical and supercritical conditions of triglycerides methanolysis

The analysis of phase equilibrium between methanol and glycerides during methyl esters of fatty acids (FAME or biodiesel) synthesis at high pressure and temperature is very important for describing the kinetic and process design. It was studied at pressure between 1.1 and 28.0 MPa and temperature from 150 to 270 °C. The transition of phases and composition of identified phases was calculated using RK-Aspen EOS and obtained values were also compared to experimentally determined data at subcritical condition (1.1-4.5 MPa and 150-210 °C).Results of experimental investigation, as well as performed simulation of some specified composition of reaction mixture, showed that system of triglycerides and methanol, at the beginning of reaction (at all analysed conditions except for supercritical state of mixture) is in equilibrium between two liquid phases. During the methanolysis of triglycerides, the phase's distribution was changed accordingly and it highly depends on actual composition of reaction mixture, temperature and pressure. Calculated and measured values indicated that distribution of methanol between the oil phase, the methyl esters, and the glycerol rich phase exists and depends of working condition. As a consequence of fact, that the methanolysis of triglycerides (oil) is mainly realized in the oil-rich phase, at the end of reaction, after all triglycerides are converted into FAME and glycerol, the oil phase disappears. Furthermore, according to the results of phase composition calculation, it was shown that from the beginning to the end of reaction one phase only exists, for methanolysis performed at 270 °C and 20.0 MPa.     

Dissociation and heat transfer in laminar flow

An analytic study of heat transfer and temperature and composition distribution was conducted for a reacting fluid in laminar flow in a tubular reactor. The reaction chosen was reversible and homogeneous of the form A ? 2U. Numerical solutions were obtained by machine computation for conditions of chemical equilibrium and of finite kinetics. For endothermic, dissociative reactions the radial energy transfer due to diffusion adds to the contribution due to a temporary difference. Nusselt numbers up to 10 fold greater than those for the corresponding inert system are obtained. The diffusion contribution is a maximum when the radial mass transfer is not subject to a reaction resistance; i.e. at equilibrium.