降低合成气制乙醇酸装置甲醇消耗的探讨

介绍了以合成气为原料制乙醇酸的工艺流程,考察了甲醇在生产工艺过程中对中间产物吸收与利用的影响,指出了甲醇消耗是合成气制乙醇酸工艺生产的重要经济考核指标之一,直接影响装置生产的运行成本。结合生产实践,分析讨论了在各生产环节中影响甲醇消耗的各种因素,并提出相应的降低甲醇消耗的措施,包括控制亚酯反应器、尾气吸收塔、乙二酸酯吸收塔的甲醇消耗,加氢反应器采用合适的氢酯比,合理回收系统中的甲醇等。通过优化控制新鲜甲醇的投用量,合理回收利用废甲醇,达到了降低甲醇消耗的目的,并为进一步稳定装置生产、提高经济效益、改进工艺技术提供了依据。     

介质阻挡低温等离子体法辅助制备钼钴基催化剂及其应用研究

对介质阻挡(DBD)低温等离子体法辅助制备催化剂的方法进行了研究。用DBD等离子体法制备了Mo/Co/K/ZSM-5催化剂。利用X射线衍射、热重分析、扫描电子显微镜等对催化剂进行表征。结果表明,等离子体法和传统焙烧处理制备的催化剂性能相近,并且利用DBD低温等离子体处理的催化剂在预处理速度,催化剂微观颗粒尺寸,分散度等方面均优于传统焙烧的处理方式。预处理后的催化剂表面活性更有利于直接通过合成气制备液体烃类燃料。     

合成气生物发酵法制乙醇的研究进展

采用合成气生物发酵法制乙醇具有反应条件温和、产物选择性高、原料来源广泛、低碳可持续发展等优势,是一种具有前景的可再生能源新型生产工艺。文章综述了合成气发酵法制乙醇的微生物种类及对应的适宜操作条件,分析了合成气发酵法制乙醇的Wood-Ljungdahl代谢途径;总结了合成气的广泛来源;分析讨论了过程工艺参数如合成气组成及压力、pH、温度、培养基组分、气液传质对合成气发酵的影响;指出合成气发酵法制乙醇面临的底物传质性能差、乙醇收率低等关键问题,比较了典型反应器在传质方面的差异,归纳了传质强化方法;总结了合成气发酵法制乙醇的工业化进展, 并提出了未来的发展方向。     

煤地下气化低效的化学反应工程根源：滞留层及通道中的传质与反应

煤地下气化技术历经国内外一百多年的实验室研究和大量现场试验仍然存在产率低等关键问题。虽然一些文献认为该技术是未来煤炭利用技术的发展方向,但其至今仍未实现工业应用的现象说明其本身存在尚未被充分关注的关键科学（卡脖子）问题。本文从化学反应工程基本原理出发分析该技术涉及的关键传质与反应过程,并与现代大型地上煤气化技术对比,探讨其工业应用技术挑战的科学根源。     

现代生物质能源技术体系及其产业化应用态势

生物质能开发利用形式多样,其技术工艺繁杂,技术更新与突破速度不断加快,系统构建现代生物质能源技术体系并研判关键燃料技术链条的产业化程度,有助于技术路线的选择与产业发展规划的制定。研究发现,全球现代生物质能相关研究在2016年后由分散的主题逐渐聚焦到“木质纤维素”。在系统梳理和辨识技术工艺的过程环节、功能逻辑的基础上,构建了包括固、液、气体燃料制备技术和生物质发电与供热技术4个子类的现代生物质能源技术体系,涉及11类专项118种技术方向/关键装备,并归纳出现代生物质能燃料制备的核心技术链。最后综合研判了现代生物质能源技术的产业化进展。     

EDTA辅助制备高活性费托合成催化剂

费托合成（FTS）对天然气、煤炭和生物质向清洁运输燃料和增值化学品的转化至关重要。传统上,用于FTS的负载型铁催化剂主要是以氧化铝和二氧化硅为载体。然而,金属与载体的相互作用阻碍了活性相碳化铁的形成,使得催化剂活性较低。本文通过乙二胺四乙酸（EDTA）络合浸渍制备了Fe/Al₂O₃催化剂,通过带正电荷的羟基（OH{}_{\mathrm{2}}^{+}）与[Fe(EDTA)]^-配合物阴离子之间的库仑相互作用来提高氧化铝载体上铁物种的分散度。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、比表面积（BET）、原位红外（In-situ IR）等手段进行表征分析。结果表明,添加EDTA有助于增强Fe的抗烧结性。在煅烧络合浸渍制备样品的过程中,EDTA可以分解为具有还原性质的有机小分子,将催化剂中的铁物种还原为Fe²⁺,有利于催化剂的还原;更多活性中心增强了催化剂对CO的吸附量。原位红外实验表明,EDTA辅助制备的催化剂更容易富集活性物种,从而提高CO的转化率。调节体系中碱金属钠的含量改善了烃内产物分布。在较低的氢碳比（H₂/CO=1/1）下,EDTA络合制备的Fe-Na/Al₂O₃催化剂显示出高的CO转化率（88.5%）以及最大的C₂~C₄=和C₅~C₁₁选择性,总选择性达71.2%。     

煤制乙二醇关键单元技术与低碳集成工艺的研究进展

我国乙二醇对外依存度居高不下,而富煤少油的资源特性使得我国煤制乙二醇技术具有较好的成本与原料优势,发展迅速。本文综述了国内外煤制乙二醇技术的技术现状和发展趋势,重点介绍了煤气化、草酸二甲酯合成和乙二醇合成与精制等关键单元技术的技术特征、工艺流程和技术进展,并分析了相关单元对整个煤制乙二醇系统技术经济性能的影响。针对现有煤制乙二醇技术存在能耗高、质能效率低和CO₂排放大的问题,着重讨论了集成CO₂高效利用的煤与富氢资源联供制乙二醇集成工艺的进展,包括耦合焦炉气、页岩气和绿氢等资源的新工艺等。以焦炉气为例,集成不同重整技术的新工艺使得传统工艺的碳效率和?效率分别提升了23.35%~39.17%和4.25%~10.12%,生产成本降低了8.73%~19.88%,内部收益率提高了3.6%~9.6%。因此,集成富氢资源与CO₂高效利用的煤制乙二醇创新工艺是该行业向高效-经济-清洁可持续发展的重要方向。     

层状双金属氢氧化物在C1化学中应用的研究进展

简述了LDHs在C1化学特别是合成气转化反应中的研究与应用,讨论了LDHs衍生催化剂的稳定性和在C1化学中的催化效果,结果表明LDHs衍生催化剂作为一种在非均相催化领域有着广泛应用前景的材料,值得在未来对LDHs衍生催化剂投入更多的研究精力,同时指出了LDHs衍生催化剂在C1化学中应用的局限,提出了LDHs衍生催化剂应用的新方向。     

双功能催化剂在合成气一步法制低碳烯烃中的研究进展

双功能催化剂能够有效地突破费托合成中烯烃选择性限制,实现了高的低碳烯烃选择性,成为合成气一步法制低碳烯烃的研究热点。详细综述了近五年来金属氧化物/分子筛双功能催化剂的制备、构效关系、催化机理的研究进展,并对双功能催化剂的进一步发展方向进行了展望。