固体酸催化剂催化重整芳烃脱烯烃的反应动力学

采用固定床反应装置进行重整芳烃脱烯烃反应实验,结合外扩散传质过程与芳烃脱烯烃反应过程,建立了重整芳烃脱烯烃的反应动力学模型。利用反应实验数据和流体密度计算数据进行模型参数估值,确定了外扩散传质速率常数模型参数和烯烃反应速率常数,建立了较高模拟计算精度的脱烯烃反应动力学模型。模型预测结果表明,随着流体空塔流速提高,外扩散有效因子先增大然后趋于1,烯烃转化率呈先增大后趋于不变;当流体空塔流速超过某一数值时,已经消除外扩散阻力对脱烯烃反应的影响,而且反应温度越高,消除外扩散影响所需的流体空塔流速越大;在反应温度240℃下,消除外扩散阻力影响的流体空塔流速为15cm/h。     

Surface Acidity of Aluminum Phosphate and Its Catalytic Performance in Benzene Alkylation with Long Chain Olefin

The acidic properties of aluminum phosphate (AlPO₄-5) solid acid catalyst were characterized by temperature programmed desorption (TPD) of ammonia (NH₃), n-propylamine (n-C₃H₇NH₂), iso-propylamine [(CH₃)₂CHNH₂] and n-dipropylamine [(C₃H₇)₂NH] separately, and its catalytic performance in benzene alkylation with long chain olefin was studied in a fixed-bed reactor. The characterized acid amount of catalyst increased with the basicity of adsorbates. With increase of the activation temperature of catalyst, the acid amount characterized by NH₃-TPD decreased, however, it increased when characterized by TPD using three other adsorbates. The desorption kinetics of TPD process and the deactivation kinetics of catalyst were investigated. The acidity and catalytic performance of catalyst was also correlated. The results showed that the acid amount and strength are well correlated with the activity and stability using NH₃ as adsorbate, respectively, which indicated NH₃ was a better basic adsorbate. It was also found that the catalyst with higher acid amount and lower acid strength on the surface exhibited the better catalytic performance and stability.     

负载型磷化镍催化剂上乙酸加氢制乙醇反应宏观动力学

通过等体积浸渍和N2流中热处理过程制备了Ni2P/SiO2催化剂,采用固定床反应装置进行乙酸加氢反应,取得不同条件下的乙酸转化率、乙醇等产物产率实验结果,进行了乙酸加氢制乙醇反应动力学研究。在确定乙酸加氢反应流体为气体、分析反应气体变化的基础上,经过推导,确定了乙酸转化及乙醇等产物生成动力学模型方程。利用反应实验数据,确定了各反应的速率常数和表观活化能。统计检验结果显示,乙酸加氢和乙醇生成反应动力学模型均具有较高的模拟计算精度。模型预测分析结果表明,随着反应温度升高、反应压力提高、质量空速减小、氢/酸摩尔比减小,乙酸转化率和乙醇产率均持续增大,在反应温度375℃、反应压力25 MPa、质量空速10 h-1、氢/酸摩尔比10的反应条件下,乙酸转化率和乙醇产率分别达到9992%和9479%。     

全氟磺酸改性聚乙烯酵渗透汽化膜分离乙酸乙酯-水溶液

以聚乙烯醇（PVA）为原材料,全氟磺酸（PFSA）为共混改性材料,以聚丙烯腈（PAN）中空纤维超滤膜为底膜制备了PVA／PAN、PVA-PFSA／PAN复合膜,并用于乙酸乙酯脱水。考察了共混涂膜液中PVA／PFSA配比,交联剂洒石酸（Tac）用量以及原料液温度与浓度对PVA／PAN、PVA-PFSA／PAN复合膜分离性能的影响。实验结果表明,Tac交联的PVA／PAN、PVA-PFSA／PAN复合膜均对水具有较好的分离选择性。共混涂膜液中PVA／PFSA质量比为1／1、Tac／PVA质结比为1／5时所制备的PVA-PFSA/PAN复合膜渗透汽化分离性能最佳。40℃下此复合膜用于分离98％（wt）的乙酸乙酯水溶液时,其渗透通量和分离因予分别为81.1g·m^-2·h^-1和1890。同样条件下,与交联PVA／PAN复合膜相比,交联PVA-PFSA／PAN复合膜的渗透通量显著提高。     

SPTA-PVA/CDA-GO/PVDF复合膜的制备与表征

用1,4-环己二胺(CDA)修饰氧化石墨烯(GO),利用4-磺基邻苯二甲酸(SPTA)对聚乙烯醇(PVA)进行交联,以亲水化的聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜为底膜,通过真空过滤与滴涂,制备SPTA-PVA/CDA-GO/PVDF复合膜.采用全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和接触角测试对复合膜表征,并测试复合膜的渗透汽化脱盐性能.结果表明,CDA修饰扩大了GO纳米片的层间距,增加了CDA-GO层的透水性;交联PVA层提高了复合膜的表面亲水性和稳定性,增强了复合膜吸水性和水传输性能.复合膜在70℃对质量分数为3.5%的氯化钠(NaCl)水溶液获得15.6 kg/(m²·h)的水通量和99.99%的脱盐率.     

苯酚与叔丁醇烷基化反应的热力学研究

采用热力学计算方法研究了苯酚与叔丁醇烷基化反应热力学,研究结果表明,苯酚与叔丁醇烷基化反应是自发进行的放热反应,反应热效应和反应平衡常数均随着温度升高而减小。在相同的温度下,与苯酚羟基上成醚反应相比,苯酚C上烷基化反应的自发进行趋势和反应平衡常数均较大。苯酚C上烷基化反应中,三取代反应的自发进行趋势和反应平衡常数均最大,二取代反应居中,一取代反应最小。与气相反应相比,液相烷基化反应放热量较大,其自发进行趋势和反应平衡常数均较大,反应以液相进行更有利。     

催化汽油氧气氧化脱硫的反应动力学

以氧气作为氧化剂,开展催化汽油氧化萃取脱硫实验及氧化动力学研究。实验结果表明,氧气氧化萃取脱硫对催化汽油具有较好的脱硫效果;随着相转移催化剂用量增加、温度提高、氧气分压增大、时间延长、水与汽油体积比增大,汽油脱硫率持续提高,而汽油收率呈现降低的变化趋势。根据反应动力学方程和萃取相平衡原理,确定了脱硫率和汽油收率模型,并开展模型参数估值、统计检验和预测分析。研究结果显示,所建模型具有较高的模拟精度,预测结果与脱硫实验结果的变化趋势相同。     

全氟磺酸改性聚乙烯醇渗透汽化膜分离乙酸乙酯-水溶液

以聚乙烯醇(PVA)为原材料,全氟磺酸(PFSA)为共混改性材料,以聚丙烯腈(PAN)中空纤维超滤膜为底膜制备了PVAfPAN、PVA-PFSA/PAN复合膜,并用于乙酸乙酯脱水.考察了共混涂膜液中PVA、PFSA配比,交联剂酒石酸(Tat)用量以及原料液温度与浓度对PVA、PAN、PVA-PFSA、PAN复合膜分离件能的影响.实验结果表明,Tac交联的PVA,PAN、PVA-PFSA/PAN复合膜均对水具有较好的分离选择性.共混涂膜液中PVA/PFSA质量比为1/1、Tac/PVA质量比为l/5时所制备的PVA-PFSA/PAN复合膜渗透汽化分离性能最佳.40下℃此复合膜用于分离98%(wt)的乙酸乙酯水溶液时,其渗透通量和分离因予分别为81.1 g·m-2·h-1和1890.同样条件下,与交联PVA/PAN复合膜相比,交联PVA-PFSA/PAN复合膜的渗透通量显著提高.     

Ni2P/SiO2催化剂制备及其乙酸加氢制乙醇催化性能评价

通过等体积浸渍和N₂气流中热处理过程制备了系列氧化硅负载过渡金属磷化物催化剂,经乙酸加氢制乙醇反应实验和动力学分析评价催化剂性能。研究结果表明,随着反应温度从280℃升高到340℃,乙酸转化率和乙醇选择性均逐渐提高。随着催化剂制备的P/Ni摩尔比从2：1增大到4：1,催化剂活性和乙醇选择性均先增大后减小,P/Ni摩尔比为3：1催化剂性能较佳。250℃热处理制备催化剂的催化性能优于200℃及300℃。Ni₂P/SiO₂催化剂活性和乙醇选择性均高于Co₂P/SiO₂催化剂。用次磷酸钠作为磷补充源制备催化剂的性能优于次磷酸钾。采用较佳条件下制备的Ni₂P/SiO₂催化剂,在温度340℃、压力2.0 MPa、氢酸进料量比10：1、质量空速0.4 h^-1条件下进行乙酸加氢反应,乙酸转化率为100%,乙醇选择性达到74.56%,并且适当升高反应温度会进一步提高乙醇选择性。     

裂化催化剂失活动力学及平衡催化剂活性模型

基于催化剂全混流流动状态和呈指数形式的催化剂年龄概率密度函数,经催化剂失活动力学方程推导,确定了关联催化剂碳含量、金属沉积量、催化剂置换率、再生器温度和水蒸气分压的平衡催化剂活性或微反活性模型方程。对工业催化裂化装置操作数据进行模拟计算,确定了催化剂失活模型参数,建立了具有较高模拟计算精度的裂化催化剂失活动力学和平衡催化剂活性模型。比较模型参数大小可知,V沉积对催化剂活性的影响最大,其次是Ni和Fe,Na的影响最小。模型预测结果表明,随着平衡催化剂金属沉积量或碳含量减少,催化剂单耗增大,平衡催化剂活性或微反活性逐渐增大。适当降低再生器温度和催化剂藏量有利于提高平衡催化剂活性。