石英砂介质中甲烷水合物生成过程和相平衡的实验研究

为研究小梯度温度范围内甲烷水合物在石英砂介质中生成过程的热力学和动力学特性,开展了定容条件下273.75K、273.85K、273.95K3种恒温水浴体系的甲烷水合物生成实验。研究结果表明:(1)反应温度越低,釜内甲烷水合物生成过程中反应热释放越快,相比于273.95K的反应体系,273.75K体系的反应釜内首次温度上升值为0.9K,约为273.95K体系的6倍;(2)随反应温度的增加,水合物的生成量和转化率逐渐下降;(3)反应温度越低,甲烷水合过程的前期反应速率越大,气液界面和石英砂表面生成的水合物薄膜阻碍了甲烷气与水之间的进一步传递,使得甲烷的单位消耗速率随反应的进行呈阶梯型递减。通过石英砂介质内甲烷水合物的生成实验,以期为工业上气体水合物的合成、储存与运输提供借鉴。     

合成气甲烷化热力学计算分析

探讨了合成气甲烷化过程中各反应的热力学平衡常数与温度的关系,并使用CHEMKIN软件计算了反应温度、压力对CO转化率、CO2和甲烷选择性和收率的影响。结果表明:温度在550K~630K之间,压力为1MPa,是甲烷化反应的优化条件。     

3-甲基庚烷热裂化和催化裂化甲烷生成机理

采用脉冲微反装置,在反应温度为550~650℃,低转化率(小于15%)下,采用石英砂和ZRP分子筛研究了3-甲基庚烷的热裂化和催化裂化反应,分析了甲烷的生成机理。结果表明,3-甲基庚烷热裂化主要产物是乙烯、丙烯和丁烯;在链传递阶段,甲基自由基夺氢生成甲烷的链循环反应路径有7条;与叔碳原子相连的C—H键和C—C键具有较高的反应活性,对甲烷选择性的贡献超过80%。3-甲基庚烷在ZRP分子筛催化下主要发生质子化裂化反应,C1~C4烷烃收率相对较高,甲烷由质子化裂化反应生成。对比热裂化与质子化裂化反应对甲烷的贡献可知,当反应温度低于600℃时,甲烷主要由质子化裂化反应生成;当反应温度高于650℃时,甲烷主要由热裂化反应生成。     

热传递对甲烷水合物生成速度的影响研究

为了深入了解传热对甲烷水合物生成过程的影响,在体积10L的静态反应器中,研究了不同的制冷液温度、流量和气体温度条件下甲烷水合物的生成状况。实验过程中设定水溶液的初始温度为276．15K,压力为（6．6±0．2）MPa,反应水量为1．92kg。实验结果表明,当较大量的合成甲烷水合物时,如果甲烷水合物生成热不能被及时带走,反应液体温度将迅速升高,导致甲烷水合物生成速度很快变小甚至停止;同时,气体温度对甲烷水合物的诱导期和生成速度也有重要影响,气体温度越低,甲烷水合物生成诱导期越短,生成速度越快。因此,热传递是影响甲烷水合物生成速度的关键因素。     

煤制替代天然气甲烷化反应器研究与开发

甲烷化反应器是煤制SNG路线关键设备之一。通过深入分析甲烷化反应特点,发现三级串并联工艺能够显著降低反应器床层温升,建立了拟均相反应器数学模型,优化了工艺条件。研究结果表明,优选的合成气进口温度563.15K、压力3MPa;原料气中CH_4含量越高,热点值越低;原料气流量小于GHSV=24090h~(-1)时,床层温度都能到达热点值904K。基于以上研究,提出了绝热和等温两种微反应通道甲烷化反应器,该反应器能够克服传统甲烷化反应器中存在传热、传质效率低、压降大、使用寿命短等问题,且无明显放大效应,能够满足反应器不断大型化的发展需求,具有一定的先进性。     

氯代苯甲醛卤素交换氟化的动力学

实验以硝基苯为溶剂,在四苯基溴化磷和呋喃-丙酮冠醚为相转移催化剂作用下,研究了氯苯甲醛(2a)、邻氯苯甲醛(2b)、3,4-二氯苯甲醛(2c)、2,3-二氯苯甲醛(2d)卤素交换氟化反应动力学和热力学。在n(氟化钾):n(氯代苯甲醛):n(四苯基溴化磷):n(丙酮-呋喃冠醚)=4:1:0.1:0.05的条件下,通过对433～473 K的实验数据分析,得出各温度的反应速率常数,并求得其反应活化能、指前因子和活化自由能。结果表明:反应为一级反应。在453,463 K时,k_(2a)>k_(2b)、k_(2c)>k_(2d);在473 K时,k_(2a)相似文献   

甲烷氧化偶联反应中氢气生成机理的研究

研究了石英、陶瓷和不锈钢等材质空管反应器中及催化剂上甲烷氧化偶联反应中氢气生成的现象。考察了氢气生成量随反应温度、反应气流速、烷氧比反应条件的变化规律。考察了催化剂存在与不存在下甲烷、乙烷、乙烯的蒸汽重整反应、ＣＯ－Ｈ２Ｏ的水气变换反应，进而研究和讨论了甲烷氧化偶联反应中氢气生成的主要途径和机理     

合成气甲烷化反应器模拟和工艺条件优化

通过分析和简化合成气制天然气甲烷化工艺流程,建立了第一甲烷化绝热固定床反应器的一维数学模型,采用Runge-Kutta法求解数学模型。对合成气甲烷化反应动力学模型中的甲烷化反应平衡常数进行了计算分析和调整,用Matlab计算了第一甲烷化反应器中浓度和温度分布。考察了反应器各个操作参数对床层的影响,综合各种参数影响因素,反应器较优的操作条件如下:合成气的进料速度800kmol/h,进料温度553K,操作压力为3MPa,氢碳比在3左右,循环比为3。在此条件下,第一甲烷化反应器的出口温度在873 K左右,CO的转化率为82.18%,出口气体中CH4的干基的物质的量分数达到57.07%,满足工业生产要求,为工业化反应器设计提供了理论依据。     

搅拌对甲烷水合物生成的影响

通过有无搅拌条件下甲烷水合物生成过程中的反应速率和液相温度的变化的对比,表明采用间歇搅拌的方式可以有效缩短反应诱导时间,提高反应速率,同时研究了不同搅拌时间和搅拌速率对甲烷水合物生成的影响。在压力5.0MPa、温度274.35K、搅拌速率400r/min、搅拌时间30min,可以获得159V/V以上的储气效果,而且可以缩短反应的操作时间。     

正丁烷在HZSM-5分子筛上的高温裂解反应

利用X射线衍射法、NH3-程序升温脱附法、傅里叶变换红外光谱法等技术对不同Si O2/Al2O3(简称硅铝比,摩尔比,下同)的HZSM-5分子筛进行了表征,并且在微反评价装置上对分子筛催化正丁烷高温裂解活性进行了评价。结果表明:当硅铝比分别为38,200,470(依次命名为试样1~试样3)时,随着硅铝比的增加,分子筛BET比表面积增大,强酸性位的强度降低。当裂解温度由823 K升高至873 K时,各试样的转化率均提高,转化率由高到低依次为试样1、试样2、试样3。随着反应温度的升高,甲烷、乙烷、乙烯和丙烯的选择性显著提高;甲烷和乙烷的选择性始终高于乙烯和丙烯。     

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。     

Effect of 1-Hexene Volume Fraction on the Reaction between 1-Hexene and Hydrogen Sulfide with Hydrogen

Abstract

The recombination reaction between H₂S and 1-hexene with H₂ was detected. The catalyst used was NiMoS/Al₂O₃ (presulfided); the volume fraction of 1-hexene in the model feedstock was 5, 10, 15, 20, 25 (vol%), respectively; H₂S concentration was 4,000 μg/g; initial H₂ pressure was 2 MPa; and reaction time and reaction temperature were 2 hr and 473 K, respectively. It was revealed that, in the reaction system, as the volume fraction of 1-hexene increased, the concentration of total sulfur in the reaction system first increased significantly and then was steady; the hexanethiol content in the product first increased and then decreased. The hydrogenation of 1-hexene was promoted as the 1-hexene volume fraction increased. As the 1-hexene volume fraction increased, the mass fraction of hexane in the product increased; the mass fraction of 2-hexene in the product first increased and then decreased; the mass fraction of 3-hexene in the reaction system first increased significantly and then was steady.     

Effect of Hydrogen Sulfide Content on the Recombination Reaction Between 1-hexene and Hydrogen Sulfide with Hydrogen

Abstract

The recombination reaction between H₂S and 1-hexene with H₂ was detected. The catalyst used was NiMoS/γ-Al₂O₃; the volume proportion of 1-hexene was 10 (vol%); H₂S content was 500, 1,000, 2,000, 3,000, 4,000 μg/g, respectively; initial H₂ pressure was 2.0 MPa; and reaction time and temperature were 2.0 hr and 473 K, respectively. It was revealed that, in the reaction system, as the content of H₂S increased, the content of hexanethiol and total sulfide in the reaction system increased significantly. The inhibition of hydrogenation by H₂S and the isomerization of 1-hexene toward 2-hexene and 3-hexene were researched. As the content of H₂S increased, the mass fraction of hexane, 2-hexene, and 3-hexene decreased and the remaining 1-hexene increased in the reaction system; therefore, H₂S inhibits the formation of hexane, 2-hexene, and 3-hexene.     

分子筛催化甲苯丙烯合成异丙基甲苯

研究了甲苯－ 丙烯烷基化合成异丙基甲苯分子筛型 Ｉ Ｐ Ｔ － ０８３ 催化剂性能。 结果表明,在适宜 的反应条件（ 反应温度４０３ ～４４３ Ｋ ,甲苯／ 丙烯摩尔比９／１ ～１０／１ ,质量空速 １ ．０ ～１ ．５ ｈ － １） 下,甲苯转化率９ ％ ～１１ ％ ,异丙基甲苯选择性 ９７５ ％ ～９８５ ％ ,邻－ 异丙基甲苯选择性 ３ ．５ ％ ～３ ．９ ％ ,单程反应的 稳定性超 过７５０ ｈ 。 催化剂具 有良好的制备重复性和再生性能。     

碳酸酯与1,4-丁二醇酯交换合成聚碳酸酯二醇的热力学分析

采用Benson和Joback基团贡献法对碳酸二甲酯(DMC)或碳酸二苯酯(DPC)与1,4-丁二醇(BD)合成聚碳酸酯二醇(PCDL)的酯交换反应体系进行了热力学分析,计算了反应焓变、反应熵变、反应吉布斯自由能变及平衡常数。计算结果表明,两个反应均为放热反应,升高温度不利于PCDL的合成。在373～473 K之间,DPC与BD的酯交换反应为自发过程,而DMC与BD的酯交换反应为非自发过程;且两个酯交换反应相比,DPC与BD酯交换反应的平衡常数较大,反应进行得较完全。     

NaA沸石分子筛吸水性能的研究

应用脉冲进样法和程序升温脱附技术,研究了NaA沸石分子筛在298—523K范围内对水的吸附性能和脱附再生性能,发现了NaA沸石分子筛上存在三种吸水位置。测定并讨论了NaA沸石分子筛用于气相脱水和再生的最佳操作温度和条件。     

异丙苯裂化催化剂ASTRA-MB1积炭失活机理

通常催化剂的积炭失活由两种情况引起：活性位被覆盖和孔被堵塞。在热重分析仪上以异丙苯裂化反应为模型反应，采用CCAP（恒碳Arrhenius关系图）技术探讨了裂化催化剂SATRA-MB1的积炭失活机理，得到了反应速率常数和有效扩散系数随积炭量的变化规律。结果表明，当反应温度低于573K时，也的堵塞对催化剂的活性影响较大，当反应温度高于623K时，积炭主要发生在催化剂的外表面，其上的活性位被覆盖是造成催化剂失活的主要原因。理论上，通过降低催化剂粒径以增加其外表面的活性位数目，是提高催化剂利用率的有效途径。     

分子筛负载铁催化合成气制低碳烯烃

采用等体积浸渍法制备了负载型铁基催化剂,并利用N2吸附-脱附、XRD、H2-TPR等方法对催化剂进行表征.考察了不同载体和K助剂对负载型铁基催化剂上合成气制低碳烯烃反应的影响及工艺条件对10Fe-2K/NaY催化剂反应性能的影响.实验结果表明,相比其他三种分子筛载体,八面沸石分子筛NaY因具有较大的比表面积且负载的铁基...