Ni-Mo/TiO_2-Al_2O_3催化剂上柴油加氢脱硫反应动力学

采用高压滴流床反应器,在反应温度280～360℃、H2分压5～7 MPa、氢与油体积比300～900、液态空速1～6 h-1的条件下,考察了柴油在Ni-Mo/TiO2-Al2O3催化剂上的加氢脱硫反应规律,并建立了柴油加氢脱硫反应动力学模型。采用Levenberg-Marquard优化方法对实验数据进行回归,确定了反应动力学模型中的有关参数。实验结果表明,Ni-Mo/TiO2-Al2O3催化剂上柴油加氢脱硫反应为1.5级,表观活化能为78 002 J/mol。模型计算结果与实验数据吻合良好,平均相对偏差仅为2.7%。     

Pt-Sn催化剂上异丁烷催化脱氢反应宏观动力学模型

在温度555～619℃、压力101.32～202.64 kPa、原料气空速2000～5000h~(-1)条件下,采用Pt-Sn催化剂,在积分固定床反应器中进行了异丁烷催化脱氧实验,建立了包括脱氢和裂解两个反应的异丁烷催化脱氢反应宏观动力学模型。根据实验数据,采用多元线性回归分析得到宏观动力学模型的参数,异丁烷脱氢反应的活化能约为166.78 kJ/mol,异丁烷裂解反应的活化能约为87.56 kJ/mol。统计检验结果表明,所建立的异丁烷催化脱氧反应宏观动力学模型准确可靠。     

NKC-9离子交换树脂细粉催化异丁烯水合反应动力学

采用半连续反应过程 ,使用NKC -9离子交换树脂细粉 ,改变催化剂浓度、反应温度、反应压力、搅拌转速和异丁烯浓度等条件 ,对异丁烯水合反应动力学进行了实验研究。利用数学模型和非线性最小二乘法对实验数据进行了参数识别 ,得到了动力学模型参数。应用该反应动力学模型对异丁烯水合反应过程进行模拟 ,模拟结果和实验结果符合得较好     

轻油注气燃烧管实验历史拟合

轻质油藏注空气需要进行一系列的实验研究,通常通过实施加速量热实验、热重压差扫描实验和燃烧管实验来评估现场注空气的可行性.燃烧管实验的历史拟合可以用来获得动力学参数.对于"氧化反应",氧气被油消耗,形成氧化物.对于"燃烧反应",氧与化合物反应形成二氧化碳和水.反应参数被用作拟合参数,从而得到使用相同反应动力学的两个燃烧管历史拟合的结果.本文阐述了燃烧管实验的结果,并且对实验进行了历史拟合研究,也对空气驱工艺进行了讨论.     

甲烷部分氧化制合成气膜反应实验研究

采用钙钛矿型管式致密透氧膜反应器 ,在Ni/Al2 O3催化剂上进行了甲烷部分氧化制合成气的实验研究 ,考察了反应操作参数 (甲烷进料浓度和反应温度 )对反应结果的影响。结果表明在 82 5～ 885℃反应温度范围内 ,当甲烷进料浓度较低 ( <6% )时 ,甲烷的转化率和CO的选择性分别大于 96%和 97% ,n(H2 ) /n(CO)的比例接近 2。     

甲醇催化重整制氢的宏观反应动力学

在温度220～280℃、液态空速0 8～2 0h-1、压力1 3～2 7MPa条件下,于无梯度反应器中测定了ALC-1A型双功能催化剂工业颗粒的宏观反应速率,并对实验测定的数据进行了参数估值,得到了以逸度表示的甲醇裂解重整多重反应的双速率宏观动力学方程。各组分的逸度由PR状态方程求得,并通过多参数估值得到了逸度系数的关联式。     

小型固定流化床实验装置的研制及特性

针对催化裂解多产气体烯烃高温、气体量大等特点,对原有固定流化床实验装置的反应器、温度控制系统、气体接收系统进行了改造.结果表明,改造后新装置的各项参数调节范围比较宽,如反应温度为450～700℃,剂油质量比为3～15,水油质量比为0.01～0.40,进料速率为0～120 mL/min等;在集气过程中采用排饱和盐水法和增大管径后,排水阻力从0.041 MPa降至0.012 MPa,有效地降低了排水过程中的阻力;通过与原装置实验结果的对比可知,新装置具有很高的运行稳定性.     

近临界条件下苯与直链烯烃烷基化反应动力学研究

采用固定床反应装置进行近临界条件下的AlPO_4-5分子筛催化剂上苯与直链烯烃烷基化反应。利用反应实验数据进行反应动力学模拟研究,确定了表观反应速率常数(k_V~(app))和外扩散传质模型参数。实验结果表明,k_V~(app)在较低温度下随着反应压力增大先减小后增大,而在较高温度下呈现减小趋势。通过分子团簇分析,这种压力影响是压力对总反应活化能和内扩散系数影响的综合结果。基于总反应活化能与反应压力的线性关系,确定了表观活化能和活化体积。建立了表观反应速率常数频率因子、外扩散传质模型参数与反应条件的数学关系式。模型预测结果显示,烯烃转化率随着空塔流速增大;在消除外扩散影响情况下,在温度578～588 K、压力3.0～4.0 MPa、WHSV=0.5 h~(-1)的条件下,烯烃转化率接近100%。     

响应面分析法优化丙烯酸十六酯合成工艺

采用响应面分析法优化丙烯酸十六酯的合成工艺条件。在单因素实验的基础上,通过Box-Behnken中心组合实验,考察催化剂用量、阻聚剂用量和反应温度三因素及其相互作用对酯化率的影响,得出丙烯酸与十六醇反应的最佳酯化条件。实验结果表明,催化剂用量与反应温度间的相互作用最大,催化剂用量与阻聚剂用量的相互作用最小;最佳工艺条件为:催化剂对甲苯磺酸用量(质量分数)2.05%～2.20%、阻聚剂对苯二酚用量(质量分数)0.6%～0.7%、反应温度120～125℃,在此条件下酯化率可达93%以上;并得出酯化率的二次多项回归模型,可根据回归模型对酯化反应进行控制。     

石脑油裂解产物分布支持向量机模型的建立

选择工业上常用的石脑油物性参数和对裂解产物分布影响较大的裂解工艺参数等16个参数作为输入参数,以裂解产物分布中的24种产物收率作为输出结果,通过支持向量机(SVM)回归建立了石脑油裂解反应的经验模型。经过训练样本训练获得预测模型,比较模型的预测结果与预测样本,模型的预测结果与实验数据基本相符。采用SVM模型对工业裂解炉进行预测并与实际工业数据进行对比,模型预测结果与工业数据基本相符,偏差小于5%。模型能够用于裂解炉的优化控制。     

在Pd/γ-Al_2O_3催化剂上气相苯加氢反应动力学研究

采用微反装置研究了在加压条件下气相苯在Pd/γ-Al2O3催化剂上加氢反应的本征动力学。根据催化剂颗粒的孔径分布,通过理论计算得到了催化剂不发生内部部分润湿的实验操作条件。在此基础上,通过实验测得了不同反应条件下的组分分压和反应速率。假设在催化剂表面上存在两类不同的活性中心,一类吸附氢,另一类吸附苯及反应中间物,氢与苯之间为非竞争吸附;并假定向苯环上加入第一个氢原子的表面反应为速率控制步骤,进而导出动力学方程。实验数据验证了该动力学模型的合理性。     

反应精馏合成丙酸丙酯模拟与动力学

采用反应动力学研究装置,以强酸性离子交换树脂Amberlyst46TM为催化剂,研究正丙醇和丙酸合成丙酸丙酯的反应动力学。在消除了内外扩散的情况下,考察了催化剂用量、醇/酸摩尔比、反应温度和搅拌转速对丙酸转化率的影响。在催化剂用量15 g、醇/酸摩尔比12、反应温度80℃、搅拌转速400 r/min的较优操作条件下,确定了反应动力学参数,获得动力学数据反应活化能Ea=4035 kJ/mol,指前因子k0=216×103 L/(mol·min),并运用于稳态模拟中,考察了进料温度以及各段塔板数对产物纯度的影响。优化后的操作条件为进料温度70℃、精馏段塔板数2、反应段板数21、提馏段塔板数11,此时丙酸丙酯产品的摩尔分数达到9988%以上。     

微通道费托合成反应规律及本征动力学

在微通道反应器中,进行了钴基催化剂的费 托合成反应规律和本征动力学研究。结果表明,在微通道反应器中,采用较小的催化剂粒径和较大的体积空速可以削弱内外扩散对费 托合成性能的影响,反应的表观活化能较高;将n(H2)/n(CO)从10提高到30能够显著提高CO的转化率以及C5+的收率;而压力在1~5 MPa范围内以及空速在20000～60000 h-1范围内对选择性的影响并不明显。在温度210~230℃、压力20~30 MPa、n(H2)/n(CO)为15~25、体积空速为40000 h-1的条件下采集Co/Al2O3催化剂的本征动力学数据点,通过对备选模型进行拟合和比较得出最优的本征动力学方程。模型平均相对偏差为777%,模型能够对反应速率进行有效的预测。     

半再生重整分子水平反应动力学模型

根据实验数据建立了半再生重整分子水平反应动力学模型。模型包括305个C1～C12分子组分及864个化学反应,其中包括数十种烯烃及C6～C9所有芳烃异构体的生成与转化。以Langmuir Hinshelwood Hougen Watson（LHHW）方程模拟反应速率,采用线性自由能关联方法（LFER）获取动力学参数,利用实验数据对模型进行了校正及检验。结果表明,芳烃脱烷基速率较低,应区分于加氢裂化反应;芳烃甲基迁移速率不容忽视,对C8+芳烃产物分布有影响;模型对贫、富芳烃2种原料在10组不同反应条件下的C5+液收、正构烷烃和环烷烃产率的预测较为准确,对C6～C9芳烃组分产率（质量分数）的预测偏差平均值小于3%。     

浆态床二甲醚合成的本征动力学研究

在温度240～282℃、压力4～6MPa、x0H2/x0CO=0 99～2 33、相对甲醇催化剂进气空速为10000h-1、甲醇合成催化剂4g、甲醇脱水催化剂0 05～0 30g的反应条件下,于250mL高压搅拌釜中进行了浆态床二甲醚合成过程的本征动力学研究。在消除了内外扩散传质影响和保持催化剂稳定性的前提下,测定了本征动力学数据。采用Graaf的甲醇合成动力学模型和Bercic的甲醇脱水动力学模型对实验数据进行拟合后,甲醇、二甲醚和CO2的表观生成速率的计算值和实验值误差分别在±13%,±15%和±26%以内。     

催化精馏法合成2-羟丙基甲醚

研究了用催化精馏工艺由环氧丙烷和甲醇合成 2 -羟丙基甲醚的方法 ,建立了动力学模型。通过AspenPlus对体系物性数据进行模拟估算。并通过过程模拟和试验对催化精馏塔的工艺条件进行研究 ,讨论了不同操作压力下单位催化剂的最大处理量、进料醇烷摩尔比、回流量与进料关键组份流量比对选择性的影响 ,确定了催化精馏塔的工艺操作条件。     

超临界流体干燥法制备纳米TiO_2

以廉价的无机盐为原料,采用液相化学法结合超临界流体干燥法制备纳米TiO2,并采用TEM、XRD等手段对其物性进行表征,考察水溶胶pH、表面活性剂、陈化时间、钛盐浓度、氨水浓度对纳米TiO2粒径、形貌、收率的影响。同时还发现超临界流体干燥法可实现干燥、晶化一步完成。与普通干燥法相比,超临界流体干燥法制备的TiO2纳米粒子具有粒径分布均匀、粒径大小可控、纯度高、热稳定性好等优点。     

碳酸二甲酯-甲醇-正庚烷三元体系的汽液平衡研究

测定了碳酸二甲酯 甲醇、碳酸二甲酯 正庚烷、甲醇 正庚烷二元体系汽液平衡实验数据,利用二元体系的汽液平衡数据,运用C语言用Wilson状态方程模拟推算了碳酸二甲酯 甲醇 正庚烷三元体系在常压下的汽液平衡,并对数据进行了关联。为建立以正庚烷作为恒沸剂精馏分离碳酸二甲酯 甲醇二元共沸体系提供了必要的VLE数据。     

管式固定床反应器中Fe基费托合成的多物理场耦合数值分析

通过构建包含动量、能量、质量传递以及化学反应动力学方程的多物理场耦合数值模型,计算了Fe基催化剂管式固定床反应器中的费托合成过程,分析了费托合成管式反应通道中的速度、压力与温度分布,以及温度、流速和反应物n(H2)/n(CO) 3个因素对产物选择性的影响,阐明了沿着气体流动方向的反应速率变化趋势。结果表明,催化剂段入口处存在“热点”区域;在费托合成烃类产物中,CH4的碳原子选择性最高,其次是C5+类产物;C5+产物的选择性随着温度、流速和n(H2)/n(CO)的增大均有所降低。构建的数值模型及相关结论有助于从传递及反应过程的角度,为固定床反应器内费托合成操作工艺的优化提供理论参考。