CO2加氢合成二甲醚过程的热力学分析

采用Peng—Robinson状态方程对CO2加氢合成二甲醚进行了热力学分析,考察了温度、压力、氢碳比、水、CO和惰性气体对平衡的影响。结果表明,增大反应压力、提高氢碳比、适当降低温度有利于提高CO2转化率和二甲醚选择性。原料气中水含量的增大可显著降低CO2转化率和二甲醚选择性;提高进料气中CO含量,改变了逆水汽变换反应方向,使CO2转化率显著降低,二甲醚收率上升,CO加氢反应占主导地位;惰性气体对反应平衡的影响不显著。     

CO和/或CO_2加氢直接合成二甲醚过程的热力学分析

对CO和/或CO2加氢直接合成二甲醚反应体系进行了热力学计算与分析,计算了不同初始原料气组成、温度、压力下反应体系中二甲醚的平衡收率。结果表明:二甲醚平衡收率随着温度的升高而降低,随着压力和n(CO)/n(CO+CO2)比值的升高而升高。还给出CO、CO2混合加氢合成甲醇反应体系的热力学计算结果进行对照。     

二氧化碳加氢合成低碳烯烃的研究进展

就近年来关于CO2加氢合成低碳烯烃反应及廉价氢的供给的研究进展进行了综述,并对CO2加氢合成低碳烯烃反应进行了热力学分析,讨论了不同的反应温度、压力及进料比对主要的目标反应CO2转化率的影响。为这一反应催化剂的开发提供理论的参考,这将对该反应的催化剂开发有重要的意义。     

甲醇与C_(2~5)醇合成醚的热力学分析

为了降低石油的依赖性和提高甲醇燃料油品的适应性,提出了以甲醇为主要原料的醚类的合成路线。采用UNIFAC模型对甲醇与C2~5醇合成醚的反应体系进行热力学分析,得到了273~423 K内的反应摩尔焓变、摩尔Gibbs自由能变以及平衡常数与温度的关系。考察了温度和原料n(甲醇)∶n(C2~5醇)对反应过程的影响。计算结果表明,醚类合成反应的最佳温度范围为333~363 K,原料n(甲醇)∶n(C2~5醇)的适宜范围为(1~3)∶1。在此条件下,甲醇与C2~5醇的转化率均大于95%,合成甲基乙基醚的收率最高。     

反应条件对CO甲烷化反应平衡及催化剂性能的影响

通过对CO甲烷化反应体系热力学计算,考察了反应条件和原料组成对平衡组成、平衡转化率以及CH_4选择性和积炭的影响。计算结果表明,反应温度、压力、氢碳比和汽气比对CO平衡转化率、CH_4选择性和积炭有明显影响,其中,低温、高压和高氢碳比有利于提高CO转化率和CH_4选择性,而升高压力、增加氢碳比以及向原料气中加入水蒸气均能有效地减少积炭。另外,用Ni/MgO-Al_2O_3催化剂考察了反应条件和原料气组成对CO转化率、CH_4选择性以及积炭的影响,实验结果,反应温度、压力、氢碳比和汽气比对催化剂的CO转化率、甲烷选择性以及积炭的影响明显,并与热力学平衡计算的结果基本一致。     

煤气化耦合C_1合成反应热力学分析

提出了"煤气化与C1合成叠加耦合"的新工艺思想,即在煤气化过程中,使新生态的H2和CO在具有丰富孔隙结构的煤表面直接进行C1合成,并对这一新工艺进行了热力学分析。通过化学平衡的热力学分析发现,反应体系的独立反应数为9;生成各种烃的反应的吉布斯自由能变随温度变化的曲线斜率均为负值,升高温度有利于生成碳原子数多的烃,降低温度有利于生成碳原子数少的烃;平衡组成中C2～4烃的含量在900 K左右出现最大值;压力在一定范围内对平衡组成的影响比较明显,适当升高压力可提高烃的含量;增大n(H2O)∶n(C)不利于烯烃的生成。     

一氧化碳和二氧化碳加氢制乙醇热力学模拟

为验证一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)加氢制乙醇的可行性,并为相关实验研究提供理论依据,采用HSC Chemistry软件对CO和CO2加氢制乙醇反应进行热力学分析,考察反应压力、反应温度和氢碳摩尔比对原料转化率和产物选择性等指标的影响.结果表明:该反应在最佳条件压力3 M Pa、温度150℃、氢碳摩尔比3:1(CO/CO2比1/1)时,乙醇选择性为60.87％,甲醇选择性26.33％,氢气转化率50％,CO2转化率100％,CO转化率100％.实验表明:乙醇选择性与热力学理论值还存在差距,后续对催化剂进行改性是下一步研究的重点.     

CO+H_2合成醇体系的化学平衡分析

对ＣＯ＋Ｈ２合成醇反应体系进行了化学平衡分析,用最小自由能法计算得到不同温度、压力、合成气Ｖ（Ｈ２）／Ｖ（ＣＯ）比和ＣＯ２含量下的产物平衡组成及ＣＯ、Ｈ２的平衡转化率。ΔＧ°的计算表明,热力学上变换反应和生成烯烃的反应都比合成醇反应容易进行,低温对碳数高的醇生成有利,高温对碳数低的醇生成有利。与实验结果的对比表明,在Ｚｎ Ｃｒ Ｋ催化剂上由合成气合成醇,在气相和超临界条件下反应,体系中甲醇合成反应和变换反应均接近化学平衡,生成Ｃ２＋ＯＨ的反应远离化学平衡,产物分布受动力学限制,而非受热力学限制。     

裂解碳五选择性加氢研究

将裂解C5馏分资源经选择性加氢、醚化,合成了高辛烷值汽油调和组分。为满足醚化催化剂的要求,进行了蒸汽裂解C5双烯烃选择性加氢工艺研究,对裂解C5双烯烃选择性加氢催化剂进行了评价,考察了反应压力、空速、反应温度、氢烯摩尔比对双烯烃选择性加氢的影响,得出适宜工艺条件为:反应压力0.5～1.5 MPa,温度45～80℃,空速10～2．0 h-1 ,氢烯摩尔比大于1.1。     

碳酸高碳二烷基酯润滑油基础油的合成

在甲醇钠的催化作用下,以异构C16~C20混合醇和碳酸二甲酯为原料合成了碳酸高碳二烷基酯。研究了催化剂用量、原料配比、反应时间及温度等因素对酯交换反应的影响。实验结果表明,较佳的合成工艺条件为:催化剂甲醇钠∶碳酸二甲酯=0.08∶1(摩尔比),异构C16~C20混合醇∶碳酸二甲酯=2.4∶1(摩尔比),反应时间6 h,反应温度170℃。实验室和50 L中试产品收率均大于97%。产品应用于SL 5W-30和SL 5W-40汽油机油中,在低温性能方面表现良好。碳酸高碳(C16~C20)二烷基酯产品结构用红外光谱和质谱进行了表征。     

反1,2-环己二醇的合成新工艺

采用硫酸作催化剂,以1,2-环氧环己烷为原料经水解合成了反1,2-环己二醇。考察了催化剂用量、原料摩尔比、反应温度、反应时间等条件对产物收率的影响;以二氯乙烷为溶剂对产物进行萃取、重结晶提纯。实验结果表明,在水与1,2-环氧环己烷的摩尔比为20∶1、反应温度为(45±2)℃、pH为3.0左右、反应时间为60m in的条件下,产物反1,2-环己二醇的收率在80%左右,纯度达到99%以上。并通过红外光谱与气相色谱-质谱方法对产物进行了表征,证实了产物的结构与纯度。     

工业尾气中的乙烯在络合型吸附剂上的变压吸附性能

为解决环氧乙烷装置排放气中C2H4的回收问题,采用N J型吸附剂,考察了C2H6,CO2,CH4,O2对吸附剂吸附C2H4的影响,测定了吸附剂对环氧乙烷装置排放气中C2H4的吸附性能,并初步考察了解吸性能。实验结果表明,除O2对吸附C2H4有一定影响外,N J型吸附剂吸附C2H4具有很好的稳定性,通过减压和抽真空可使吸附剂再生。在C2H4-C2H6,C2H4-CO2,C2H4-CH4体系中,C2H4的吸附容量均达10mL/g以上;在O2存在的条件下,C2H4的吸附容量约为7.5mL/g;在环氧乙烷装置的排放气体系中,C2H4的吸附容量约为6mL/g;脱附气体中C2H4的体积分数可达到50%。     

CCI_4、C_2HCl_3和C_2CI_4二元及三元体系恒压汽液平衡的测定

用改进后的常减压汽液双循环 Rose 釜,在常压下测定了 CCl_4-C_2HCl_3-C_2Cl_4二元及三元体系的恒压汽液平衡数据。并用 Wilson 方程、NRTL 疗程、UNIQUAC 方程以及 Martin-Hou(侯)-81状态方程进行了关联和预测,计算值与试验值误差甚小,为设计精馏塔提供了依据。     

近地表游离烃化探系统及其应用效果

近地表游离烃化探是以土壤中游离烃直接检测技术为主,多项参数综合运用的近地表油气化探系统,该系统采用车载高精度美国HP5890Ⅱ型和日本GC-14A型气相色谱仪及其配套设备,在野外现场直接检测近地表土壤中游离气中轻烃组分C₁—C₂及氢气、氦气和二氧化碳。另外,室内还具有分析各类土壤项目的能力,如酸解烃、紫外光谱、蚀变碳酸盐、铀、汞等。该系统实现了油气化探野外采集、分析与解释的现场化,可及时指导野外生产和进一步勘探工作,近年来通过大量的试验与生产,该系统显示了较好的应用效果。     

甲醇制丙烯反应的热力学研究

对基于ZSM-5分子筛催化剂的甲醇制丙烯反应体系进行了热力学分析,计算了不同温度下各反应的反应焓变、吉布斯自由能变和反应平衡常数,采用最小自由能法计算了C2～6烯烃的热力学平衡组成。计算结果表明,烯烃甲基化反应为放热反应,烯烃裂化反应为吸热反应,甲醇生成丙烯反应的放热量约为30 kJ/mol;烯烃甲基化可视为不可逆反应,烯烃裂化为可逆反应。不同甲醇分压下均存在最佳反应温度,使丙烯平衡组成最高,平衡质量分数接近40%。采用小孔分子筛催化剂可有效提高丙烯平衡组成。     

Molecular Simulations of FCC Dry Gas Components Adsorption in Zeolite Y

Adsorption of FCC dry gas components, hydrogen(H_2), nitrogen(N_2), methane(CH_4), ethane(C_2H_6) and ethylene(C_2H_4) in zeolite Y was studied by performing the Grant Canonical Monte Carlo(GCMC) simulations at 298K and 823K and under a pressure range up to 10 MPa. Simulation results were analyzed using the Langmuir model, which presented fitting of dry gas components adsorption to be suggested as the monolayer adsorption. C_2H_4 presented most single adsorption amount, which reached 7.63 mol/kg at 298K under a pressure of 200kPa. Thermodynamic parameters of the Gibbs free energy change, enthalpy change and entropy change were analyzed based on adsorption equilibrium constant obtained from the GCMC simulations. The results suggested that it was more favorable for C_2H_4 to be adsorbed in zeolite Y. Adsorption molecules were in ordered arrangement in the zeolite, and C_2H_4 exhibited a more orderly arrangement than other components. Additionally, a competition in the adsorption of a mixture of dry gas components was found, and supercages were the priority adsorption space. The competition was favorable to CH_4 and C_2H_6, and the competitive power was affected by temperature.     

新一代乙烯氧氯化催化剂的工业应用

采用共沉淀-浸渍法制备出新一代乙烯氧氯化BC-2-002A催化剂,考察了BC-2-002A催化剂的物性指标和催化性能,同时与进口催化剂进行了对比。采用加压流化床反应器对BC-2-002A催化剂进行了活性评价,在反应温度(225±2)℃、反应压力0.2M Pa、气态空速1 600h-1、原料气配比n(C2H4)∶n(HC l)∶n(O2)=1.64∶2.00∶0.64的条件下,HC l转化率大于等于99.50%,1,2-二氯乙烷(EDC)的纯度大于等于99.50%,尾气中CO2的体积分数小于1.00%。将BC-2-002A催化剂应用于200kt/a乙烯氧氯化制氯乙烯工业装置,对各项主要技术指标进行了重点监控。工业应用试验结果表明,添加助催化剂,有效改进了BC-2-002A催化剂的催化性能。与进口催化剂相比,BC-2-002A催化剂的活性好,转化率高,副反应少,产品DEC的纯度高。     

碳五烯烃转化制丙烯和乙烯

用氧化硅作载体,以分子筛为活性组分制备催化剂。考察了反应条件对不同硅铝比的分子筛制备的催化剂对碳五烯烃转化制丙烯和乙烯的活性和稳定性的影响。实验结果表明,在500℃、0.2M Pa、V(水)∶V(油)=0.6、原料空速3h-1的条件下,用高硅铝比(n(S iO2)∶n(A l2O3)=200)分子筛制备的催化剂的活性和选择性比用低硅铝比(n(S iO2)∶n(A l2O3)=50)分子筛制备的催化剂的活性和反应选择性好。在连续240h反应中,碳五烯烃转化率大于80%,丙烯产率大于31%,乙烯产率大于7%。     

柠檬酸与正丁醇合成柠檬酸三丁酯的热力学分析

采用Benson基团贡献法,对柠檬酸和正丁醇合成柠檬酸三丁酯反应体系进行了反应焓变、熵变、吉布斯自由能变和平衡常数的计算;在300～1 000 K温度范围内,研究了该酯化反应的焓变、熵变和吉布斯自由能变随反应温度的变化以及正丁醇与柠檬酸的摩尔比(醇酸比)对柠檬酸平衡转化率的影响。计算结果表明,该反应为吸热反应;在考察温度范围内,该反应在热力学上是可行的;吉布斯自由能变随反应温度的升高而降低,说明高温有利于反应的进行;醇酸比的提高可以使柠檬酸的平衡转化率增大,理论上最高转化率可达0.990。     

氟化钠/碳酸钾混合催化剂对肉桂酸合成的影响研究

用氟化钠/碳酸钾混合催化剂对肉桂酸合成的影响进行了研究。实验结果表明,在两者物质的量之比为1:2,苯甲醛:乙酸酐物质的量比为3:8,反应温度为150～170℃,反应时间50min的条件下,肉桂酸的产率可达76.2%。