氢燃料电池汽车用氢气中痕量杂质分析技术进展

燃料电池汽车（FCV）以氢气作燃料可解决传统内燃机汽车所带来的排放污染和大量化石能源消耗问题。氢燃料的纯度特别是氢气中一些痕量杂质的存在将影响燃料电池的催化剂性能和使用寿命。为保障燃料电池的长周期良好运行,在FCV氢源国际和国家标准ISO 14687-2、SAE J2719及GB/T 37244中均对各杂质含量提出相应的限值要求。为系统认识、评价氢气中重要痕量杂质分析的各技术标准方法,以便在氢气纯度分析中得到合理的应用,本文全面整合了除颗粒物外的其他13种气体杂质的现有分析技术标准及对应方法,分析了各方法与测定要求的满足情况;综合阐述了各分析技术的工作原理、方法优缺点及实际研究进展。针对目前氢气中各杂质分析以离线技术为主、集成度低、实施性差等问题,提出需自主设计多种关键杂质组分同时分析的集成联用方法,构建满足FCV用氢气品质保证的完整分析监测体系以及未来应主要向在线分析技术方向发展。     

丁烯/甲醇耦合反应制乙烯、丙烯的热力学

本文通过热力学计算,得到各温度点下丁烯裂解/甲醇转化制乙烯、丙烯各反应的平衡常数和反应热,并分析了反应温度、原料组成对丁烯/甲醇耦合反应化学平衡的影响情况。计算结果表明甲醇脱水转化成烃的平衡常数非常大,远高于丁烯裂解反应;丁烯裂解的产物分布受反应温度的影响程度大于甲醇转化和丁烯/甲醇耦合反应;在甲醇反应中引入丁烯,可提高乙烯、丙烯含量及P/E（mol/mol）,还可强化升温对甲醇反应的抑制作用;耦合反应中提高原料中丁烯含量对甲醇转化有一定的促进作用,而且丁烯的裂化情况对乙烯、丙烯收率起到决定性作用,尤其是高温条件下。     

CLD硅改性ZSM-5乙苯择形歧化催化剂的研究

研究了CLD化学液相硅沉积法改性ZSM-5分子筛制备乙苯择形歧化催化剂的方法.通过与Mg(NO3)2浸渍改性方法的比较,并结合物理吸附、NH3-TPD酸度和约束指数的表征进行了讨论,结果显示,硅沉积改性后Si-ZSM-5分子筛具有较高的催化活性和对二乙苯选择性.     

碳四烯烃催化裂解制低碳烯烃反应性能的研究

以ZSM-5分子筛为催化剂,1-丁烯为碳四烯烃模型化合物,考察温度对烯烃催化裂解制丙烯、乙烯反应性能的影响。结果表明,空速0.8h-1时,丙烯收率在580℃附近出现最大值,乙烯收率随温度升高而呈线性增加。同时,碳四烯烃催化裂解机理分析指出,丁烯裂解过程主要经历异构化、聚合、裂解的反应历程,并通过数据演算对机理网络进行了验证,取得了较好的一致性。     

声信号多尺度解析与催化剂结焦的检测

 基于声波检测技术，结合频谱分析及小波分析方法，实现了催化剂结焦的在线检测。通过Ø 150 mm冷模流化床实验发现，常温下以空气为流化气体时，FCC新鲜催化剂和结焦催化剂颗粒撞击流化床壁面产生的声信号频谱具有明显的差异。进一步分析两种信号十尺度小波分解后的能量分率发现，两者在特征频段上同样存在差异，说明声信号多尺度方法能够清晰指示催化剂的结焦，有效地监控催化剂的结焦过程。由此获得了一种实时在线、非侵入式的催化剂结焦检测手段。     

混合二甲苯结晶分离的新工艺

针对甲苯选择性歧化法获得的高对二甲苯含量的料液,设计了一种新型的连续悬浮结晶工艺——单级冷冻、两次结晶。该工艺的特点是单级冷冻降低了能耗,料液进入温度较高的结晶器结晶,排出的母液进入温度较低的热交换器结晶成核。通过物料衡算和热量衡算,对连续悬浮结晶工艺的可行性进行了分析。连续悬浮结晶工艺可获得纯度为99.9%的对二甲苯产品,收率最高可达91.8%,单级冷冻能耗为144.0kJ/kg。与传统工艺比较,连续悬浮结晶工艺的对二甲苯收率提高了31%,能耗降低了15.3%。     

薄壳型氧化催化剂的制备及性能

考察了铂活性组分分布于α-A l2O3载体颗粒外表面的薄壳型催化剂的制备及其在乙苯脱氢-氢氧化反应中的性能。采用沉淀法制备催化剂不仅制备工艺简单,而且通过控制沉淀剂含量可以在0.022 7~0.228 4mm之间有效调节铂活性组分层的厚度。实验结果表明,在反应温度580℃下,与铂活性组分均匀分布的催化剂相比,薄壳型催化剂上氢氧化选择性提高了约2%,芳烃的损失率降低约80%。薄壳型催化剂在反应中能够及时转移反应放出的热量,因而具有更高的选择性和更好的稳定性。     

裂解碳九加氢利用技术进展

系统总结了裂解碳九(C9)来源、组成及其综合利用情况;指出裂解碳九加氢技术是裂解碳九综合利用的核心和关键技术;详述了裂解碳九加氢生产高品质芳烃溶荆油或调和油、裂解碳九闪蒸油加氢生产溶剂油及全加氢裂解碳九加氢轻质化增产BTX;重点分析了裂解碳九加氢工艺和催化剂技术,强调了原料预处理、反应工艺和催化剂设计等要点.     

对二甲苯结晶分离技术进展

总结了工业上现有的对二甲苯(PX)结晶分离技术,霞点介绍了针对高浓度PX原料而开发的对二甲苯熔融结晶分离技术,并对PX结晶分离工艺的开发提出了建议.进料PX浓度是结晶工艺路线选择的关键,而结晶过程的PX晶体粒度控制也十分重要;获得准确的PX结晶动力学数据是整个结晶分离工艺的关键;PX晶体洗涤塔是最有效的晶体提纯装置,将是未来PX结晶分离工艺开发的重点和难点.     

气相催化法甲醇脱水合成二甲醚的工艺和催化剂研究

采用气相催化法以甲醇为原料合成二甲醚，为了筛选并制备高活性催化剂以使二甲醚具有高收率，研究了硅钛、硅铝和改性氧化铝系列固体酸催化剂的制备条件、反应温度、液体空速和反应时间等因素对甲醇转化率和二甲醚选择性的影响。结果表明，以改性氧化铝作催化剂为最佳，并在常压、300℃、甲醇液体空速为8ml／(g．h)时，转化率和选择性分别可达92．5％和98．0％。该气相催化法工艺比液相法具有明显的优势。