甲基叔戊基醚裂解催化剂的研究

采用自制的固体酸催化剂 ( HF/Al2 O3)对甲基叔戊基醚 ( MTAE)裂解制异戊烯的反应进行了考察 :实验表明 ,该催化剂具有较高的催化活性 ;在反应温度为 2 1 0℃ ,反应压力为 0 .1 MPa,液时空速为 1 .9h- 1时 ,MTAE的裂解率达 99.0 % ,异戊烯的选择性为 99.0 %     

裂解碳五合成甲基叔戊基醚体系的热力学特征

以乙烯厂裂解碳五馏分和甲醇为原料,以国产QRE型大孔磺酸树脂为催化剂,在固定床反应器中考察了液相合成甲基叔戊基醚反应体系的热力学特征。对理论和实验数据的分析表明,反应体系中同时存在醚化和异构化3对可逆反应,异戊烯中2-甲基-1-丁烯比2-甲基-2-丁烯的醚化活性高;反应在低温(低于60℃)时由动力学控制,升高反应温度可提高异戊烯的转化率,在60℃时异戊烯的转化率达69.86%;高温(60℃以上)时,热力学平衡占主导地位,反应很快达到平衡,空速对异戊烯转化率的影响不大,在研究建立动力学模型时必须考虑热力学因素的影响。平衡常数的理论计算值与本实验的计算值相差较大,应用于该反应体系的热力学基础数据需进一步修正。     

异戊烯与甲醇合成甲基叔戊基醚的反应动力学研究

采用D005阳离子交换树脂催化剂,以异戊烯和甲醇为原料,在带磁力搅拌的钢密封间歇反应釜中进行了异戊烯醚化合成甲基叔戊基醚的反应。考察了反应温度和反应时间对异戊烯醚化反应的影响。实验结果表明,醚化反应速率随反应温度的升高而加快,最佳反应温度为348 K。通过改变反应温度得到了醚化反应动力学数据,建立了醚化反应速率与异戊烯浓度、甲基叔戊基醚浓度的动力学反应速率方程,并对动力学反应速率方程进行了验证。验证结果表明,异戊烯转化率的实验值与计算值的平均绝对误差为5,说明所建立的反应速率方程能准确描述该醚化反应。     

合成甲基叔戊基醚的化学平衡研究

合成甲基叔戊基醚的化学平衡研究是在测量平衡常数的基础上进行的，由平衡常数推算出反应的ΔＨ°和ΔＳ°。反应以甲基叔戊基醚分解的方式进行，以酸性树脂为催化剂，压力控制在１．０ＭＰａ，在４０—９０℃范围内，由试验测得３个反应的标准焓变和熵变分别为：ΔＨ°１＝－３４．９±１．４ｋＪ／ｍｏｌ，ΔＨ°２＝－２８．１±１．１ｋＪ／ｍｏｌ，ΔＨ°３＝－６．９５±１．１ｋＪ／ｍｏｌ；ΔＳ°１＝－７５．５９±３．９Ｊ／（ｍｏｌ·Ｋ），ΔＳ°２＝－７４．８±３．４Ｊ／（ｍｏｌ·Ｋ），ΔＳ°３＝－１．１６±３．１Ｊ／（ｍｏｌ·Ｋ）     

管式反应器中合成甲基叔戊基醚动力学研究

分析了异戊烯醚化生成甲基叔戊基醚(TAME)的反应机理及相关的反应动力学模型,在管式反应器中以甲醇和乙烯裂解C5为原料进行醚化反应,分别以R-E,L-H机理建立动力学模型,以醇烯比为1的试验数据为基础进行参数估计,求出了动力学参数.以不同醇烯比时的试验数据对模型进行了辨识,结果表明在醇烯比大于1时,试验数据与两模型预测值均较为吻合,醇烯比小于1时L-H模型拟合效果较好.以建立的L-H模型估算醚化反应在不同空速下的最佳反应温度,以期为工业反应器设计和工艺参数的选择提供参考.     

甲基叔戊基醚合成反应的热力学分析

利用戊烯与甲醇合成甲基叔戊基醚(TAME)反应的热力学平衡实验数据, 选择不同的混合活度模型,分别计算得到了该反应体系的平衡常数,并与理论计算得到的平衡常数相比较,筛选出了适合该反应体系的活度计算模型.     

甲基叔戊基醚反应精馏过程的稳态模拟与动态控制

利用Aspen Plus模拟软件对甲基叔戊基醚(TAME)的反应精馏过程进行稳态研究,在设计规定下分别对反应精馏塔、脱C_5塔和精制塔的设计与操作参数进行确定和优化,确定了各塔设备的理论塔板数、最佳进料位置、回流比以及灵敏板温度,并以稳态模拟的设计数据为基础,采用Aspen Dynamics软件考察了进料流量扰动和进料组成扰动的工况。实验结果表明,工艺系统稳态模拟结果完全符合产品质量要求,动态控制结构设计合理,能够满足分离规定设计要求,可为工艺过程的设计、工艺系统的开停车方案与故障诊断提供可靠的技术支持,具有一定的实际工业生产指导意义。     

甲基叔戊基醚分解制叔戊烯的研究

进行了ＴＡＭＥ 分解制叔戊烯研究，考察了温度、压力、空速等操作条件对醚解过程的影响，得到了醚解的最佳工艺条件，同时介绍了以催化裂解（ ＤＣＣ） 碳五为原料生产叔戊烯的工艺流程及产品指标。     

裂解C_5与甲醇合成甲基叔戊基醚的本征动力学

采用管式反应器,以QRE型磺酸离子交换树脂为催化剂,在消除内外扩散的基础上,研究了裂解C5与甲醇醚化反应的本征动力学。采用Wilson活度系数模型计算组分的活度,由实验数据以非线性最小二乘法对模型参数进行回归,得到了均相、Rideal-Eley和Langmuir-Hinshelwood(LH)3种动力学模型的反应速率常数。均相动力学模型对裂解C5与甲醇醚化反应不适合。LH模型中的2-甲基-1-丁烯异构化和2-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯与甲醇合成甲基叔戊基醚反应的活化能分别为:92.17,100.19,102.48kJ/mol。计算结果表明,在反应温度为60~70℃、n(甲醇)∶n(异戊烯)大于0.5时,LH模型对TAME活度的预测值与实验值的平均相对偏差均小于7%,LH模型可用于C5与甲醇醚化反应工艺的优化。     

由碳五馏分合成甲基叔戊基醚工艺的研究

以催化裂化C_5馏分与工业甲醇为原料,D005型大孔强酸型阳离子交换树脂为催化剂,采用筒式膨胀床双反应器,考察了甲基叔戊基醚的合成工艺条件。一阶反应器的操作条件为：循环比为2：1,醇烯比为1.2：1,入口温度为70℃,空速为6 h~(-1),平均转化率为53.63%；二阶反应器的操作条件为：入口温度为50℃,空速为1.2h~(-1),平均转化率为71.32%,全调合方案可以使催化裂化汽油的辛烷值平均提高0.55个单位。     

甲基叔丁基醚装置改造为乙基叔丁基醚装置的技术分析

对于采用混相反应器和催化精馏工艺的甲基叔丁基醚(MTBE)装置改造为乙基叔丁基醚(ETBE)装置进行了技术分析。针对乙醇沸点比甲醇沸点高的特点,对乙醇全部通过混相反应器进料和抽取一小部分乙醇直接在催化精馏塔的催化剂床层上进料两种情况进行了模拟计算。模拟计算结果表明,将一小部分乙醇直接在催化精馏塔的催化剂床层上进料能够增加异丁烯的转化率,降低乙醇在ETBE产品中的含量。通过对MTBE装置采取增加乙醇干燥单元,增大催化精馏塔再沸器和塔顶冷凝器、工艺循环水冷却器、乙醇精馏塔进/出料换热器的换热面积,增大乙醇精馏塔塔底泵的功率及对甲醇萃取塔和甲醇精馏塔塔板进行改造等措施,MTBE装置可以用于生产ETBE。     

催化裂化轻汽油醚化工艺的技术进展

对近年来国内外典型的催化裂化轻汽油醚化工艺进行了综述。重点介绍了Neste公司的NExTAME工艺,其特点是采用精馏塔和侧线反应器;Snamprogetti公司的DET工艺,主要特点是采用由甲基叔戊基醚合成、骨架异构化和烷烃分离组成的组合工艺;CDTECH公司的CDEthers工艺和UOP公司的Ethermax工艺均采用了催化精馏技术;抚顺石化公司、兰州石化公司和齐鲁石化公司的催化裂化轻汽油醚化工艺,其中兰州石化公司和齐鲁石化公司分别开发了催化精馏工艺。催化精馏技术是催化裂化轻汽油醚化工艺的发展方向。     

镁钴铝类水滑石催化合成安息香甲醚

采用共沉淀法制备了镁钴铝类水滑石化合物(MgCoAl-HTLcs),并用 X 射线衍射、扫描电子显微镜、NH_3程序升温脱附等方法对 MgCoAl-HTLcs 进行了表征,并以 MgCoAl-HTLcs 为催化剂催化苯甲醛与甲醇反应合成安息香甲醚,研究了n(Mg):n(Co):n(Al)、催化剂用量、原料配比、反应温度、反应时间对合成反应的影响。表征结果显示,MgCoAl-HTLcs 的晶相完整,表面主要为弱酸、弱碱性。催化合成安息香甲醚的适宜条件为:MgCoAl-HTLcs 催化剂用量0.10 g(约为原料总质量的0.23%),n(Mg):n(Co):n(Al)=0.4:1.6:1.0,V(苯甲醛):V(甲醇)=3:50,反应温度50℃,反应时间150 min。在此条件下,苯甲醛的平衡转化率达77.49%,安息香甲醚选择性接近100%。为洁净合成安息香甲醚开辟了一条新的途径。     

Cu-Fe-Zn改性H-MOR分子筛催化二甲醚羰基化合成乙酸甲酯

采用离子交换法制备了金属改性M/H-MOR(M=Cu、Fe、Zn、Cu-Fe、Cu-Zn或Cu-Fe-Zn)分子筛,用于催化二甲醚(DM E)羰基化合成乙酸甲酯反应.采用EDXRF、XRD、N2等温吸附-脱附、N H3-T PD和Py-IR等手段对催化剂进行了表征.对Cu-Fe-Zn/H-MOR催化二甲醚羰基化反应进行...     

异戊烯醚化反应过程研究

采用稳定汽油C5为原料与工业甲醇混合,在一定温度和压力条件下,通过装有阳离子型磺酸树脂催化剂的筒式膨胀床双反应器进行醚化反应,考察了实验条件对反应转化率的影响.在一阶反应器操作参数：反应器入口温度70℃,反应压力1.0MPa,反应空速6～8 h^-1,循环比为2,醇烯摩尔比为1.2;二阶反应器的操作参数：反应器入口温度50℃,反应空速1.0～1.2 h^-1条件下进行了100h考察试验.结果表明,该反应比较平稳,一阶反应器的平均转化率在53%以上,二阶反应器的平均转化率在70%以上,异戊烯生成TAME具有很高的选择性,大于99%.     

Cu-ZnO/HZSM-5催化剂的制备、表征及催化性能

采用共沉淀沉积法制备了不同Zn含量的Cu ZnO/HZSM 5双功能催化剂,利用XRD、BET、H2 TPR等手段进行表征,并应用于CO2加氢合成二甲醚的反应中。考察了Zn含量对催化剂前驱体晶相结构以及对焙烧后催化剂的比表面积、平均晶粒大小、还原性能以及催化活性等的影响。研究结果表明,催化剂中w(Zn)=28%时,前驱体中含有较多的绿铜锌矿和单斜绿铜锌矿晶相,焙烧后的催化剂比表面积较大,CuO与ZnO的平均晶粒较小,还原峰温度较低,催化活性较高。     

Amberlyst 35树脂催化剂在催化裂化轻汽油醚化装置的工业应用

介绍了阳离子交换树脂催化剂Amberlyst 35在A、B两公司催化裂化轻汽油醚化装置上工业应用的情况。工业应用结果表明:Amberlyst 35催化剂具有活性高及开工过程简单等特点,在Amberlyst 35催化剂作用下,A公司和B公司均可生产出低烯烃含量、高辛烷值的醚化汽油产品;经过三段醚化后,A公司工况一和工况二的异戊烯总转化率分别为97.59%、95.54%,甲基叔戊基醚的选择性分别为93.48%、97.15%;B公司的异戊烯总转化率为97.21%,甲基叔戊基醚的选择性为87.15%。     

Cu-Mn/HZSM-5合成二甲醚催化活性的研究

研究不同铜锰比、助剂Si、Zr、Zn对Cu-Mn/HZSM-5催化剂在二氧化碳加氢合成二甲醚的催化活性的影响。结果表明,n(Cu)/n(Mn)的最佳值为4/3;助剂Si的加入能显著提高Cu-Mn/HZSM-5催化剂的性能,在2.0MPa、250℃、空速2100h-1;V(H2)/V(CO2)=3.2下,当催化剂中w(SiO2)=3.5%时,二氧化碳的转化率和二甲醚的收率分别为23.86%和9.33%。XRD和H2-TPR表明,适量SiO2的加入,使CuO晶相峰明显减弱,促进表面Cu的分散;铜锰复合氧化物进一步向非晶态转化,阻止Cu的深度还原,从而提高了催化剂的活性。在考察的范围内,最适宜的反应温度为260℃左右。提高氢碳比,有利于提高催化剂的催化活性。     

甲基叔丁基醚萃取蒸馏脱硫的研究

采用萃取蒸馏法将甲基叔丁基醚(MTBE)萃取到萃取剂中,蒸馏得到低硫MTBE产品,并对萃取剂及萃取蒸馏的操作条件进行了优化。实验结果表明,在水中添加非质子极性助溶剂ZRD制得的TMS萃取剂的脱硫效果较好,MTBE在TMS萃取剂中的溶解度为10.5。采用TMS萃取剂的最佳实验条件为:MTBE 50 m L、萃取温度15℃、TMS与MTBE的体积比3.0、萃取时间15 s、相分离时间7 min、蒸馏温度75℃、蒸馏时间25 min。在最佳实验条件下,MTBE的硫含量可从98.1μg/g降至8.4μg/g、脱硫率为91.44%、MTBE的质量收率为99.69%;TMS循环使用5次均可保证MTBE的硫含量降至10μg/g以下。该方法避免了因萃取剂硫含量富集而无法获得低硫MTBE产品的弊端。