醋酸或醋酸酯加氢制乙醇的热力学计算与分析

对醋酸、醋酸甲酯或醋酸乙酯加氢制乙醇进行了热力学计算和分析。计算了这3个反应的标准摩尔焓变和标准平衡常数,以及温度、压力和反应物配比对平衡转化率的影响。结果表明,3个反应的标准摩尔焓变都小于0,是放热反应;醋酸加氢反应的标准平衡常数较大,而醋酸甲酯加氢反应和醋酸乙酯加氢反应的标准平衡常数都小于0.7;醋酸加氢反应由于标准平衡常数较大,因此其平衡转化率受工艺条件影响较小,而醋酸甲酯加氢和醋酸乙酯加氢反应的平衡转化率受工艺条件的影响较大,醋酸酯加氢制乙醇反应适宜的温度为423~550 K,适宜的压力是2~3 MPa,适宜的氢酯比是10~20。     

四乙基氢氧化铵改性对HMOR分子筛结构及二甲醚羰基化性能的影响

合成气经二甲醚（DME）羰基化合成乙酸甲酯（MA）,MA进一步加氢制备乙醇是一种新型高效的煤基合成气制备乙醇路线。采用温和的后处理方法改性DME羰基化分子筛,进一步提高DME羰基化效率,对其工业应用具有重要意义。本研究利用四乙基氢氧化铵（TEAOH）对HMOR分子筛改性处理,探讨了有机碱改性处理对HMOR分子筛的结构和DME羰基化催化性能的影响。研究发现,TEAOH浓度为0.3 mol/L时,HMOR分子筛介孔孔容增大约26%,外比表面积增大约10%,DME的转化率增幅达68%。TEAOH水解产生的OH^-能够温和脱除HMOR分子筛中的骨架硅,获得介-微多级孔结构,提高DME羰基化反应过程中的传质速率。此外,水解的TEA⁺在分子筛表面富集,抑制了OH^-的过度脱硅,保护分子筛基本骨架结构不被更深层次破坏。     

费托合成反应体系的热力学计算与分析

利用Benson基团贡献法和ABWY法估算了费托合成产物的标准生成焓、标准熵和摩尔定压热容,对费托合成反应体系的热力学性质进行了详尽的计算,得到不同反应温度下的反应焓、吉布斯自由能以及反应平衡常数等热力学性质。分析了不同反应步骤的热力平衡与限度,对反应生成烷烃、烯烃、含氧有机化合物的热力学可能性与生成顺序进行了判断,考察了温度和H2与CO摩尔比对合成气平衡转化率的影响。结果表明:费托合成反应是放热反应,低温时大部分反应在热力学上都能够自发地进行,并运行到很高的程度;高温时(大于635 K)生成烷烃、烯烃、醇及酸的大部分反应在热力学上不能自发进行;随着温度的升高,平衡转化率降低,随着H2与CO摩尔比的增大,平衡转化率升高;且所获的热力学数据对费托合成工艺研究及相关催化剂研发等具有重要的参考价值。     

催化合成乙酸乙酯的热力学计算与分析

以无水乙醇和冰乙酸为原料,以对甲苯磺酸催化剂催化合成乙酸乙酯。采用基团贡献法估算了反应体系中乙酸、乙醇和乙酸乙酯在298．15K标准状态下的生成焓和标准熵,并且估算了这3种物质的热容随温度变化的关系式,计算了不同温度条件下反应的吉布斯自由能和标准平衡常数。通过对该反应体系的热力学计算与分析,验证了该反应在热力学上的可行性。     

串联催化剂在二甲醚与合成气制备乙醇反应中的性能研究

通过水热合成法和共沉淀法分别制备了分子筛催化剂和Cu/ZnO催化剂,将分子筛与Cu/ZnO调控成双层串联催化剂,并用于二甲醚与合成气通过两段反应制备乙醇。研究了反应温度和反应气组成等因素对反应的影响,比较了分子筛类型、助剂种类和含量等对催化剂活性的影响。结果表明,随反应温度增加,DME转化率和乙醇选择性呈现先增加后减小趋势,随着DME含量减少和CO含量增加,DME转化率和乙醇选择性增加。H-MOR分子筛与Cu/ZnO串联催化剂显示了最佳的催化活性;金属助剂能提高催化剂活性,尤其是含5%Cu的Cu/H-MOR与Cu/ZnO串联催化剂显示了最佳的催化反应活性,于最佳反应温度493 K下以Ar/DME/CO/H_2(1.6/1.0/47.4/50.0)为原料进行反应,DME转化率达到33.6%,乙醇选择性达到了44.5%。     

串联催化剂在二甲醚与合成气制备乙醇反应中的性能研究

通过水热合成法和共沉淀法分别制备了分子筛催化剂和Cu/ZnO催化剂,将分子筛与Cu/ZnO调控成双层串联催化剂,并用于二甲醚与合成气通过两段反应制备乙醇。研究了反应温度和反应气组成等因素对反应的影响,比较了分子筛类型、助剂种类和含量等对催化剂活性的影响。结果表明,随反应温度增加,DME转化率和乙醇选择性呈现先增加后减小趋势,随着DME含量减少和CO含量增加,DME转化率和乙醇选择性增加。H-MOR分子筛与Cu/ZnO串联催化剂显示了最佳的催化活性;金属助剂能提高催化剂活性,尤其是含5%Cu的Cu/H-MOR与Cu/ZnO串联催化剂显示了最佳的催化反应活性,于最佳反应温度493 K下以Ar/DME/CO/H_2(1.6/1.0/47.4/50.0)为原料进行反应,DME转化率达到33.6%,乙醇选择性达到了44.5%。     

烷基胺羰基化反应的热力学计算与分析

利用基团贡献法估算了烷基胺类化合物与CO羰基化反应生成N-烷基甲酰胺的标准生成焓、标准熵和摩尔定压热容,对反应体系的热力学性质进行计算,得到不同反应温度下的反应焓变、吉布斯自由能变以及反应平衡常数等热力学数据。分析了反应的方向与限度,考察了温度对反应焓变、吉布斯自由能变和反应平衡常数的影响,比较了热力学数据随反应物分子结构的变化规律。结果表明:在323 K到473 K的温度区间内,文中涉及的烷基胺羰基化反应均为放热反应,随反应温度的升高,反应由自发向右进行转变为非自发反应。烷基胺N原子上取代基个数和结构的不同对反应热、反应方向与限度均产生影响。     

石油酸酯化反应的热力学研究

用Benson结合Fedors、Yoneda、Ruzicka-Domalski基团贡献法和热力学关系式计算了环己酸与乙醇反应生成环己酸乙酯液态反应的反应焓变、反应熵变、吉布斯自由能变及平衡常数。结果表明,该反应为吸热反应,升高温度有利于石油酸酯的生成。反应的热力学平衡常数很小,为了提高产品回收率,必须及时移走生成的水。     

甲烷部分氧化过程的热力学

对杂多酸与醋酸混合溶剂体系,碘为催化剂的甲烷液相部分酯化过程进行了热力学计算。在298.15—1 000 K温度下,分别计算了甲烷部分氧化反应可能存在的4条反应途径的反应焓变,吉布斯自由能变及平衡常数。结果表明,甲烷液相部分氧化反应中,经由甲烷与碘生成中间物碘甲烷,碘甲烷再与醋酸酯化合成醋酸甲酯的过程是可以实现的,为提高甲烷转化率需改进控制步骤甲烷与碘生成碘甲烷的反应速率。     

己二酸二甲酯合成体系的热力学估算及分析

采用基团贡献法估算了反应体系中己二酸和已二酸二甲酯在298.15 K标准状态下的生成焓和标准熵,并且估算了这两种物质的比热容随温度变化的关系式,计算了不同温度条件下反应的焓变、吉布斯自由能变和标准平衡常数.通过对该反应体系的热力学分析发现,当达到平衡时该反应几乎可以进行到底,从而验证了该反应在热力学上的可行性.     

二甲醚合成过程的热力学分析

通过对二甲醚合成过程包含的三个独立反应 - CO H2 合成甲醇反应 ( MSR) ,甲醇脱水反应 ( MDR)和水煤气变换反应 ( WGSR)依次组合而成的三个反应体系—— MSR,MSR MDR和 MSR MDR WGSR的研究 ,在较宽范围内研究了合成气组成、温度和压力对二甲醚合成过程的影响 ;详细阐述了在反应之间产生的协同效应的优点和不足 ,为二甲醚的动力学研究提供理论指导 .     

CO2加氢合成乙醇热力学分析及催化研究进展

综述了CO2的分子结构及性质、CO2加氢合成乙醇催化剂的催化性能和该反应的反应机理;还对CO2加氢合成乙醇反应进行了热力学分析,计算出不同反应条件下系统的平衡组成和CO2平衡转化率,并讨论了反应温度、压力及进料比对CO2平衡转化率的影响。结果表明,CO2平衡转化率随温度的升高而下降,增大反应体系的压力和采用高的氢碳比,对提高CO2平衡转化率有利。     

CO气相偶联合成草酸二乙酯反应热力学分析

采用Joback基团贡献法推导了亚硝酸乙酯的摩尔定压热容与温度的关系式,并估算了亚硝酸乙酯和碳酸二乙酯的标准摩尔生成吉布斯自由能.综合物性手册中各化合物的热力学函数,计算了CO偶联合成草酸二乙酯反应中主反应和副反应的反应热、反应吉布斯自由能和平衡常数,并对此进行了分析,发现较低的反应温度有利于草酸二乙酯的生成,且主反应...     

环丁烯砜合成反应的基团贡献法热力学分析

采用基团贡献法对环丁烯砜合成反应进行了热力学分析,计算了300~600 K、0.1~10 MPa反应体系的反应焓变、反应熵变、反应Gibbs自由能变和反应平衡常数,并分析了温度、压力和组成对平衡转化率的影响。结果表明,标准压力下,环丁烯砜合成反应是可逆放热反应,温度小于460 K范围内可以自发进行,降低温度和升高压力有利于反应向正向进行。温度、压力和组成对平衡转化率均有影响,温度影响最为显著。降低温度、升高压力或增大过量比有利于提高平衡转化率,最大平衡转化率接近于1。基团贡献法所得的平衡转化率预测值与实验值吻合较好,相对偏差在10%以内。     

Equilibrium calculations for direct synthesis of dimethyl ether from syngas

Thermodynamic analysis of single‐step synthesis of dimethyl ether (DME) from syngas over a bi‐functional catalyst (BFC) in a slurry bed reactor has been investigated as a function of temperature (200–240°C), pressure (20–50 bar), and composition feed ratio (H₂/CO: 1–2). The BFC was prepared by physical mixing of CuO/ZnO/Al₂O₃ as a methanol synthesis catalyst and H‐ZSM‐5 as a methanol dehydration catalyst. The three reactions including methanol synthesis from CO and H₂, methanol dehydration to DME and water–gas shift reaction were chosen as the independent reactions. The equilibrium thermodynamic analysis includes a theoretical model predicting the behaviour and a comparison to experimental results. Theoretical model calculations of thermodynamic equilibrium constants of the reactions and equilibrium composition of all components at different reaction temperature, pressure, and H₂/CO ratio in feed are in good accordance with experimental values.     

浆态床中CO2加氢直接合成二甲醚的双功能催化剂

采用共沉淀沉积法制备了CuO-ZnO-Al2O3-ZrO2/HZSM-5双功能催化剂,利用XRD、BET、H2-TPR、NH3-TPD等手段进行表征。在连续流动加压浆态床反应器中,以医用石蜡为惰性液相介质,研究了其对CO2加氢直接合成二甲醚的催化反应,考察了不同温度、不同压力、不同氢碳比和不同空速对反应结果的影响。研究表明,提高反应温度有利于提高CO2转化率,但使二甲醚的选择性降低;增大压力和氢碳比有利于提高CO2转化率和二甲醚的选择性;增大空速会使CO2转化率和二甲醚选择性均呈现下降趋势。