催化精馏反应器的新型内构件的研究Ⅰ.Ⅰ.内构件的性能

提出了一种新型催化精馏反应器的内构件。该构件的加入 ,相当于在反应装置中设置多个多孔气液通道 ,增加了催化剂床层的孔隙率 ,增大催化精馏塔的操作弹性。采用新型构件 ,催化剂置于通道之间 ,因此催化精馏反应装置具有结构简单、操作成本低、催化剂装填量大且装卸方便等优点。新装填方式在多孔气液通道体积分率为 1 /3时 ,就达到了金属θ环填料体积分率为 4 /5时催化剂与填料混装装填方式的操作效果。     

用模式搜索法模拟催化精馏合成异丙苯过程

对催化精馏合成异丙苯体系建立非平衡级模型。针对此方程组非线性强和方程数多、模拟过程难以收敛的特点 ,运用模式搜索法求解。通过选择适当的步长和加速因子 ,并对变量的取值范围进行一定的约束 ,比牛顿型法适用较宽的初值范围。相平衡常数用Soave模型计算 ,得到了催化精馏塔内的温度及液相组成分布。模拟结果与试验数据基本吻合 ,可以用于催化精馏合成异丙苯工艺条件的确定。     

催化精馏合成N-异丙基苯胺

在Joback基团贡献法估算反应的G ibbs函数的基础上,得到了异丙醇与苯胺合成N-异丙基苯胺的平衡常数与反应温度的关系式。研究了回流比、异丙醇与苯胺的摩尔比、塔釜操作温度、苯胺进料口位置距塔顶的距离对异丙醇与苯胺催化精馏合成N-异丙基苯胺的影响,确定了适宜的工艺条件:回流比2.5~3.5、异丙醇与苯胺的摩尔比1.5、塔釜操作温度223℃、苯胺进料口位置距塔顶300~400mm。在优化条件下,苯胺的转化率可达到99%,N-异丙基苯胺的选择性可达到99.5%,N-异丙基苯胺的质量分数可稳定在98.8%以上。     

液相法合成异丙苯中试的研究

建立了 40 0t/a液相法合成异丙苯的中试装置 ,考察了空速、温度、循环比、苯烯摩尔比、丙烷等工艺条件对反应的影响。经过累积 60 0 0h以上的连续运行 ,结果表明 ,液相法合成异丙苯的中试流程设计合理 ,操作运转平稳 ,证明以改性β沸石FX -0 1为催化剂的液相法合成异丙苯工艺可行 ,其适宜的工艺条件为温度 160～ 180℃、压力3 0MPa、液相质量空速 4h- 1 、进料苯烯摩尔比 6、循环比 4～ 6。     

纳米氧化镁用于异丙苯催化氧化制过氧化氢异丙苯研究

合成了具有介孔结构的纳米MgO,并对其用于异丙苯选择性氧化制过氧化氢异丙苯(CHP)的催化性能进行了研究。结果表明,纳米MgO在异丙苯选择性氧化制过氧化氢异丙苯过程中表现出良好的催化性能,在MgO添加量为原料质量的1%、空气流速200 mL/min、反应温度80℃、常压条件下反应8 h,异丙苯转化率达到30.53%,CHP选择性达到94.78%。     

催化精馏合成丙烯酸乙酯研究

以阳离子交换树脂(Amberlyst-15wet)为催化剂,在自制精馏塔和精制塔内对催化精馏酯化合成丙烯酸乙酯工艺进行了研究。考虑到后续丙烯酸乙酯的纯化,实验过程中丙烯酸过量,保证乙醇尽可能转化。实验中以捆扎包作为催化剂装填方式,系统研究了空速、催化精馏塔回流比、进料酸醇摩尔比等因素对乙醇转化率和产品中丙烯酸乙酯含量的影响,获得的较佳工艺条件:空速为0.35m3/(m3.h),酸醇进料摩尔比为2∶1,催化精馏塔回流比为2。该工艺条件下,乙醇转化率为96.96%,产品中丙烯酸乙酯含量为97.08%。     

均三异丙苯合成的研究

 采用烷基化法合成均三异丙苯。对离子液体催化剂进行筛选,对苯与丙烯在离子液体催化下合成三异丙苯的烷基化反应工艺条件进行考察,采用过烷基化方法提高反应产物的n(均三异丙苯)/ n(偏三异丙苯),通过精馏方法提纯均三异丙苯。结果表明,较好的离子液体催化剂为2AlCl3/Et3NHCl;确定的较好的反应条件为：离子液体体积分数为10%,反应温度为50℃,丙烯用量为3.50mL/s。     

连续催化精馏合成己二酸二甲酯

以己二酸和甲醇为原料、耐温阳离子树脂为催化剂,采用自催化预酯化和连续催化精馏组合工艺合成己二酸二甲酯,考察了预酯化和连续酯化反应的反应温度、反应时间、醇酸摩尔比等因素对己二酸转化率和己二酸二甲酯选择性的影响。实验结果表明,在醇酸摩尔比3、反应温度140℃、饱和蒸汽压、反应时间60 min的最佳预酯化反应条件下,己二酸转化率达95.6%。连续催化精馏最佳工艺条件为反应温度95℃,醇酸摩尔比15,己二酸进料LHSV=0.7 h~(-1),在此条件下,经过2 000h的连续运转,己二酸平均转化率为99.76%,己二酸二甲酯选择性为99.99%。     

FCC汽油催化精馏烷基化硫转移中试研究

FCC汽油中的硫化物与烯烃进行催化烷基化反应,并通过精馏将硫富集在重馏分中.在直径为200 mm的催化精馏反应塔上,分别采用长方形精馏元件和圆柱状不锈钢丝网捆包式的催化精馏元件装填在反应段,进行了FCC汽油催化精馏烷基化硫转移中试,结果表明:采用树脂催化剂,常压、连续操作,在同一反应段中,圆柱形不锈钢捆包式催化精馏元件比长方形催化精馏元件装填的催化剂量大,反应段装填圆柱形不锈钢捆包式催化精馏元件时,质量空速为0.56 h-1,回流比(质量)为1.5∶1.0～1.0∶1.5,轻汽油馏分的切割点可以达到108.1℃,塔顶轻汽油的硫质量分数在9.09～15.3 μg/g,塔顶轻汽油中噻吩硫的转移率可以达到87.78％.     

催化精馏法干气制乙苯新工艺的研究

在改性的β沸石催化剂上研究了催化精馏法干气制乙苯的工艺过程,考察了各工艺参数对烷基化反应的影响,并提出了适宜的工艺条件:乙烯质量空速小于0 25h-1、进料苯烯摩尔比大于4、反应压力大于1 5MPa、反应温度150～180℃。在此条件下,乙烯转化率大于96%,乙苯选择性大于94%,反应产物中基本上无二甲苯生成。     

反应精馏法催化合成乙酸丁酯

实验研究了反应精馏法催化合成乙酸丁酯系列工艺条件,发现该方法具有生产工艺简单、反应条件温和、反应时间短、产品中副产物少、转化率高、产品质量较好,且可以在反应的同时,对产物进行有效的分离等优点。最佳工艺条件：催化剂硫酸的用量占总投料量的5％o（训）、釜温控制115℃、柱温控制115℃、乙酸和正丁醇投料比1：1．3（mol比）、回流比为1：1、反应时间为1h、反应床层高度为90cm时,乙酸的转化率可达到100％。     

一种新型催化精馏元件的应用

支撑β分子筛膜(载体为陶瓷拉西环)是一种新型催化精馏元件。以甲醇和混合碳四为原料,实验研究了支撑β分子筛膜在MTBE合成体系中的应用效果。结果表明:异丁烯转化率高达95%,回流比和醇烯摩尔比是异丁烯转化率的主要影响因素。与工业化树脂D005相比,支撑β分子筛膜催化精馏元件的性能较好。     

异丙苯在Cu-HMS分子筛上的催化氧化

以含Cu的中孔分子筛(Cu-HMS)为催化剂,研究异丙苯的催化氧化。研究发现,Cu-HMS催化剂的加入使异丙苯氧化的诱导期显著缩短。在75℃下,以Cu-HMS为催化剂,O2为氧化剂的纯异丙苯氧化反应,苯乙酮为主要副产物,反应的选择性和转化率都很高。当催化剂用量为1 5×10-4mol/ml时,反应8h后,异丙苯转化率为32 7%,目的产物的累积浓度(质量分数)为37 7%,选择性为99%;反应12h后,异丙苯转化率为42 4%,目的产物的累积浓度为46 3%,选择性为95 6%。     

FCC汽油催化精馏烷基化硫转移工艺研究

在催化精馏塔中对FCC汽油催化精馏烷基化硫转移工艺进行考察,采用树脂催化剂,常压、连续操作,适宜的进料方式为下进料方式,回流质量比为2.0。2 016 h连续运行试验表明,催化剂性能稳定,塔顶汽油硫含量在30～40 μg/g之间,硫转移率平均值为91.14％。     

过氧化氢异丙苯硫酸催化分解后处理研究

苯酚丙酮的生产过程中,过氧化氢异丙苯的分解一直采用硫酸均相催化法,剩余的微量酸用有机碱中和,但酚焦油产生量较高,影响苯酚收率.通过对比试验,提出改变中和剂投放量等工艺,取得明显的效果.目前已在吉林石化公司苯酚装置上应用,酚焦油产生量由原来的0.7 t/h降为0.4 t/h以下,取得了显著的经济效益.     

应用AspenPlus软件模拟二异丙苯精馏过程

采用AspenPlus模拟软件对二异丙苯精馏分离工艺进行模拟计算。设计出精馏工艺流程,用DSTWU筒捷法精馏设计模型和NRTL—RK模型,得到回流比、塔板数和进料位置等工艺参数,为该工艺的开发提供依据。     

浆料催化精馏酯交换合成碳酸二甲酯

在内径25mm的填料塔内,采用平均粒径4μm的201×7型强碱性阴离子交换树脂为催化剂,以甲醇和碳酸丙烯酯为原料,对浆料催化精馏酯交换合成碳酸二甲酯新工艺进行了研究。考察了回流比、催化剂含量、进料醇酯比及进料总流量对该工艺的影响。实验结果表明,将浆料催化精馏用于酯交换合成碳酸二甲酯是可行的,在适宜的操作条件下(回流比4、催化剂与碳酸丙烯酯的质量比为0.03、甲醇与碳酸丙烯酯的摩尔比为8.5、进料总流量为3.0m ol/h),碳酸丙烯酯的转化率可达95%以上。     

β分子筛液相烷基化合成异丙苯的放大试验研究

采用水热合成法制备的β型分子筛催化剂在吉林石化公司双苯厂苯酚丙酮装置异丙苯单元挂侧线,采用与大装置相同的工艺条件下进行寿命评价,运行一年多,取得较好的试验效果.在强度、稳定性、选择性和寿命方面与美国UOP公司的QZ-2000型催化剂基本相同,可替代进口催化剂.     

酯交换法合成碳酸二甲酯的催化精馏过程

以负载于炭分子筛上的 12 -磷钨酸为催化剂 ,通过碳酸丙烯酯和甲醇之间的酯交换反应合成碳酸二甲酯。考察了操作压力、原料配比、回流比、处理量等工艺条件对催化精馏过程的影响 ,并进行了催化精馏过程的模拟计算。