铁基微胶囊催化剂制备及在CO_2甲烷化反应中的性能研究

以Fe_2O_3、CTAB、TEOS、氨水和氯钯酸铵为原料,采用浸渍法和溶胶-凝胶法制备了Fe_2O_3@SiO_2、Fe_2O_3@SiO_2-PdO、PdO-Fe_2O_3@SiO_2-1和PdO-Fe_2O_3@SiO_2-2微胶囊催化剂,在高压固定床反应装置上评价了催化活性。通过XRD、H_2-TPR、TEM和N_2物理吸附等方法对催化剂进行了表征。结果表明,无定型SiO_2均匀包覆在α-Fe_2O_3粒子上,制得了微米级胶囊催化剂,且具有介孔结构,比表面积较大,对CO_2甲烷化反应的催化性能明显改善,CH_4选择性大幅提高。与Fe@SiO_2-Pd相比,在Pd-Fe@SiO_2-1和Pd-Fe@SiO_2-2催化剂上,CH_4选择性大幅提高,充分体现了催化剂核内Pd与Fe间的协同催化作用。SiO_2膜太厚,不利于CO_2甲烷化反应,在膜厚度适中的Pd-Fe@SiO_2-1催化剂上,进行CO_2甲烷化反应,综合效果最好,CH_4选择性达76.2%。     

一步法二甲醚合成技术

二甲醚是一种非常重要的化工原料,可用于多种精细化学品的合成,它是一种理想的清洁替代能源。一步法二甲醚合成技术克服了甲醇合成反应受到热力学平衡的限制,大大提高了CO的单程转化率。对以合成气为原料采用一步法二甲醚合成技术的反应原理,催化剂的组成与制备方法,温度、压力、空速等因素对反应造成的影响进行描述。对一步法二甲醚合成技术研发的生产装置发展进程情况进行综述和展望。     

聚(丙烯酰胺-丙烯酸钠)复合膨润土固定床吸附Pb~(2+)的研究

由溶液聚合法制备了聚(丙烯酰胺-丙烯酸钠)复合膨润土吸附剂。聚丙烯酰胺-丙烯酸钠复合膨润土对Pb2+的吸附过程符合Langmuir等温吸附,平衡吸附量为112.74 mg/g。聚丙烯酰胺-丙烯酸钠复合膨润土固定床穿透曲线较好地符合BDST模型,k a=0.300 L/(mg·min),N0=18.644 mg/L,Z0=1.152 cm,对Pb2+的去除率可达到90%。由TPHDM模型得到k f=6.40×10-6m/s,k s=4.31×10-9m/s,D L=3.25×10-8m/s,聚丙烯酰胺-丙烯酸钠复合膨润土固定床吸附Pb2+的传质阻力以轴向扩散控制为主。     

固定床生物油气化反应数学模拟

生物油气化对提高生物质能利用和保护环境具有重要意义。生物油气化选择乙酸、丙酮、丙三醇、苯酚、糠醛组成的混合物作为生物油模型物,在固定床圆柱形管式反应器进行气化模拟,用吉布斯自由能最小化法对其水蒸气催化重整制氢过程进行热力学分析。应用热动力学方程和质量平衡原理推算反应器模型,估算了反应热力学参数,通过Aspen Plus中的Gibbs反应器模拟生物油在不同温度下产物的平衡组成,计算出化学平衡体系的摩尔定压热容,利用Runge-Kutta法结合Matlab软件进行求解得出催化剂床层气化转化率;考察了反应温度对平衡时气体产物的影响。在固定床圆柱形管式反应器进行气化模拟实验,得出不同反应温度时反应产物气体产率和生物油气化反应较佳反应温度,通过比较得出实验结果与模拟计算值较一致。     

采用床层压降检测反应器内催化剂的结焦量

分别检测了装填8种不同结焦量催化剂的固定床和流化床床层的整床压降,并建立了反应器内的催化剂结焦量与床层整床压降的关联模型。模型预测效果较好,通过预测模型求得的预测结焦量与真实结焦量的相关系数均大于0.990,平均相对误差均小于5%。该研究结果为反应器内催化剂结焦量的实时在线检测提供了可能。     

逆流再生双室固定床的改造

通过分析我矿水处理主体设备—逆流再生双室固定床存在诸多问题的原因,提出用自清洗双室双层浮动床的新技术对原设备进行改造,重点阐述了自清洗双室双层浮动床的设计思路、特点、改造的方案,并通过改造前后实际效果的对比和经济效益分析来说明其在电厂水处理中具有广阔的使用前景。     

日三菱化学改进1,4-丁二醇生产工艺

丁二烯法1,4-丁二醇生产工艺中的乙酰氧基化反应一直采用固定床反应器,从顶部加入1,3-丁二烯、醋酸和空气,以滴流床方式反应。为避免反应器入口处氧气与1,3-丁二烯的组成进入爆炸范围,将氧浓度低的反应器出口气体与循环空气相混合,以控制氧浓度在爆炸极限以下,因此为了确保反应所需的氧气分压,必须在9 MPa高压下反应。改进的工艺是1,3-丁二烯与醋酸液体中混入微细气泡形式的空气,从固定床反应器底部加入原料,器内连续相为液相,以固定床上流式反应。反应可在较低压力下进行,采用液体循环的方式除去反应热。还开发了适应固定床上流式操作的催…     

离子交换法海水提钾工艺研究

海水中钾资源丰富,离子交换法海水富钾技术可将其进行高效的提取,对改善我国陆地钾矿资源不足的现状具有重要意义。文中对固定床海水提钾工艺进行了系统的研究,考察了原料中钾质量浓度、洗脱剂类型及质量浓度等条件对富钾效果的影响,结果表明:不同钾离子质量浓度条件下的都可实现钾的高效富集,钾提取率达50%;3种钠型洗脱剂中,硝酸钠洗脱效果最好,富钾液中钾离子峰值可达17 g/L;铵型洗脱剂效果明显优于钠型洗脱剂,富钾液中钾离子质量浓度可达70 g/L,但需增加盐水对沸石的再生操作。     

炭化活化条件对Cu/AC表面Cu价态及其催化降解苯酚的影响

采用前体浸渍法研制了生物质基载铜活性炭催化剂（Cu/AC）,利用N₂-吸附脱附、X射线光电子能谱等技术对Cu/AC性质进行了表征,在固定床反应器中研究了不同炭化活化条件所得Cu/AC催化湿式氧化降解苯酚性能。结果表明：Cu/AC表面Cu物种以Cu²⁺和（Cu⁺+Cu⁰）共存。随着制备Cu/AC炭化温度的升高,炭化过程中产生更多的挥发分,促进Cu²⁺还原为Cu⁺和Cu⁰,（Cu⁺+Cu⁰）含量增大,Cu/AC降解苯酚催化活性逐渐升高;随着炭化时间延长,（Cu⁺+Cu⁰）含量下降,Cu₂O、CuO较好地并入载体使晶格氧含量增加,催化活性先升高后下降;随着活化温度升高和活化时间延长,Cu/AC比表面积达到1096.1m²/g并有大量微孔生成,大量含氧官能团分解将炭化过程中还原生成的（Cu⁺+Cu⁰）氧化为Cu²⁺,晶格氧含量增加,催化活性随着活化温度的升高而升高,随着活化时间的延长先升高后下降。催化湿式氧化降解苯酚过程中,Cu/AC具有良好的稳定性和低的Cu离子浸出浓度。Cu/AC的最优制备条件为炭化温度800℃,炭化时间2h,活化温度880℃,活化时间为2h,所得Cu/AC在反应8.5h时实现98.5%的苯酚转化率和91.1%的COD转化率。