乙烯环氧化制备环氧乙烷的S系统模拟

采用S系统模拟研究固定床反应器中乙烯环氧化制备环氧乙烷的过程,讨论分析不同进料温度、操作压力、冷却介质温度以及原料气空速对固定床反应器的床层轴向温度分布、乙烯转化率以及环氧乙烷选择性的影响。研究结果表明,原料气进料温度与进口空速对热点温度和环氧乙烷选择性的影响较小,乙烯转化率随原料气进口空速的增大而降低;热点温度对操作压力与冷却介质温度的变化比较敏感;乙烯转化率随操作压力及冷却介质温度的升高而增大,环氧乙烷的选择性则随冷却介质温度的升高而降低。     

乙醇脱水固定床反应器数值模拟的研究

应用计算流体力学软件Fluent,选用多孔介质模型,对φ50 mm×500 mm的乙醇脱水固定床反应器建立了单管反应器整体反应数学模型,模拟了反应器内温度和浓度分布,并对模拟结果进行了实验验证。研究结果表明,催化剂床层上部的径向温差较大,最大温差可达50℃,是脱水反应发生的主要区域;在反应器内高温区域有利于产物乙烯的生成,低温区域则有利于乙醚的生成;在400℃、WHSV=1.0 h-1的条件下,温度分布的模拟值和实验值的偏差不超过10℃,反应器出口乙烯选择性的模拟和实验值分别为98.6%和96.9%,乙烯选择性相对误差1.8%。实验证实选用的模型能较准确模拟乙醇脱水反应器内温度和浓度的分布情况。     

甲基叔丁基醚热管反应器的数学模拟与分析

通过对合成甲基叔丁基醚热管反应器的传热、传质过程的机理分析,建立了描述反应特性的拟均相二维数学模型。利用工业生产数据对模型进行了验证,计算值与测定值吻合良好。预测了反应器进料温度、液态空速、热管介质温度、进料中异丁烯含量对床层温度分布和反应结果的影响。预测结果表明,通过调节循环冷却水的流量和温度,可有效地控制反应器的温度,获得较佳的轴向温度分布;液态空速高有利于床层的传热,床层热点区域向下游方向移动;反应器入口温度不宜过高,否则易在入口段积累热量;进料中异丁烯的最大允许质量分数不大于30%。     

合成方法对γ-Al_2O_3催化剂乙醇脱水性能的影响

分别采用溶胶-凝胶法和沉淀法合成了γ-Al2O3催化剂,采用X射线衍射、热重分析、N2吸附-脱附、NH3程序升温脱附等方法对制备的γ-Al2O3催化剂进行了表征,考察了它们对乙醇脱水制乙烯反应的催化性能,并分析了γ-Al2O3催化剂表面羟基密度和酸强度对催化性能的影响。研究结果表明,溶胶-凝胶法制得的γ-Al2O3催化剂具有较强的表面酸性,能更有效地催化乙醇脱水制乙烯反应。考察了反应温度、液态空速及乙醇质量分数对乙醇脱水制乙烯反应的影响,在反应温度350℃、液态空速0.6h-1、乙醇质量分数92.4%的条件下,采用溶胶-凝胶法制得的γ-Al2O3催化剂,乙醇转化率和乙烯选择性分别达到99.3%和97.7%。     

酸性离子液体在乙醇脱水反应中的应用

以浓硫酸和几种酸性离子液体为催化剂,对乙醇脱水制乙烯反应进行了研究。探讨了催化剂类型、反应温度、乙醇流量等因素对反应的影响。实验结果表明,180℃时,以酸性离子液体1-丁磺酸基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([HSO3-BMIM]HSO4)为催化剂,乙醇的转化率(73.8%)及乙烯的选择性(86.6%)与浓硫酸为催化剂时相似,而酸性较弱的离子液体催化乙醇脱水反应的效果较差。在120～220℃范围内,[HSO3-BMIM]HSO4催化乙醇脱水反应时乙醇转化率及乙烯选择性随反应温度的升高而增加;在一定的乙醇流量范围(1.0～8.0mL/h)内,反应温度为180℃时乙醇转化率及乙烯选择性随乙醇流量的增大而降低,而在220℃时,乙醇转化率及乙烯选择性则变化不大,反应200h内乙醇转化率及乙烯选择性都保持在96%以上。     

乙醇在催化裂化催化剂上催化脱水反应性能的研究

在小型固定流化床反应装置上使用三种不同的催化裂化催化剂进行了乙醇催化脱水制乙烯反应性能的研究，并对其反应化学及反应机理进行了初探。实验结果表明，在反应温度为360℃、进料重时空速为1.25h-1的实验条件下，A，B，C三种催化剂均表现出较好的催化脱水制乙烯反应性能，乙醇催化脱水反应的转化率均大于99%，烃类产物中乙烯体积分数均大于98%，乙烯产率均大于60%；并且催化剂C具有较好的活性稳定性。乙醇在分子筛催化剂上催化脱水反应过程遵循正碳离子机理，较好地解释了主要产物乙烯、丙烯和丙烷的生成机理。     

新型热管醚化反应器的数值模拟与分析

通过对热管醚化反应器的传热、传质过程的分析,建立了描述催化反应特性的拟均相二维数学模型.利用该模型预测了反应器进料温度、液相体积空速、热管介质温度、进料浓度变化对催化剂床层温度分布和反应结果的影响,获得了反应器催化剂床层的轴向温度分布序列和热管周围催化剂床层的局部温度分布数据,为反应器的优化操作和工程放大提供了参考依据.     

超临界相合成气制甲醇-异丁醇工艺条件的研究

研究了固定床反应器中Ｚｎ－Ｃｒ、Ｃｕ－Ｚｎ－Ｃｒ催化剂在超临界条件下由合成气合成甲醇、异丁醇的催化性能。以正Ｃ１１～Ｃ１３烷的混合物为超临界介质,在反应温度３６０～４１０℃,合成气压力７５ＭＰａ,进气空速１７００～３０００ｈ－１、介质压力１４５～２４６ＭＰａ范围内,考察了温度、空速和介质压力对超临界相合成反应的影响。结果表明,随反应温度升高,ＣＯ转化率增加,醇类选择性降低,异丁醇含量增加达最大值后降低,但反应温度对２种催化产物分布的影响不同;超临界相反应产物分布明显不同于气相反应,甲醇含量降低,异丁醇含量提高,乙醇等醇的含量也大幅度提高。在１７００～３０００ｈ－１空速范围内,合成气空速增加,ＣＯ转化率降低,醇类选择性增大,异丁醇含量亦增加,提高空速,有利于异丁醇的形成;超临界介质压力的变化对催化剂性能影响很大,介质压力从临界压力以下变到临界压力以上,ＣＯ转化率和醇选择性均发生显著变化,在临界压力附近有突跃     

Co基催化剂上费托合成中烯烃二次反应行为的研究

在盐浴等温固定床反应器中,考察了气态空速、催化剂颗粒尺寸、反应温度和压力对Co基催化剂上费托合成中烯烃二次反应行为的影响。实验结果表明,烯烃选择性随气态空速的增加而显著提高,高气态空速不利于烯烃的二次反应;烯烃选择性随催化剂颗粒尺寸的增大而减小,表明内扩散限制加剧了烯烃二次反应;反应温度由493K升至533K时,CO转化率从24.73%增至84.08%,烷烃分布向轻质烃方向移动,烯烃选择性略有降低;反应压力由0.5MPa升至2.5MPa时,CO转化率由51.32%增至97.48%,烷烃分布向重质烃方向移动,而烯烃选择性基本不变。在实验条件范围内,气态空速对烯烃二次反应的影响最为显著。     

毛细管微反应器中乙烯环氧化反应

在石英毛细管中涂覆α-Al2O3并负载银,制成微反应器,利用毛细管微反应器进行了乙烯环氧化反应的实验。考察了反应温度、乙烯含量、气态空速等因素对乙烯环氧化反应的影响。实验结果表明,在毛细管微反应器中可进行乙烯环氧化反应,在常压、不添加任何助催化剂和抑制剂的条件下,反应温度为230℃时,乙烯的转化率为69.54%,环氧乙烷的选择性和收率分别为82.00%和57.02%;毛细管微反应器的气态空速可达到5600h-1,超过工业装置的水平,缩短了反应时间,减小了深度氧化的几率。     

KOAc/NaY催化合成邻甲基苯甲醚

以KOA c/NaY为催化剂,在连续流动固定床反应器内,邻甲基苯酚(OC)与碳酸二甲酯(DMC)经过气固相催化反应合成了邻甲基苯甲醚(OM)。考察了内、外扩散对KOA c/NaY催化剂活性的影响。实验结果表明,当气流线速度大于30cm/m in时可消除外扩散对合成反应的影响;当KOA c/NaY催化剂的平均粒径在0.30~0.75mm(20~80目的颗粒)时能消除内扩散对合成反应的影响。在消除内、外扩散效应后,还考察了反应温度、原料配比、空速对合成反应的影响,得到较佳的反应条件:催化剂5mL,反应温度548K,反应压力0.6M Pa,空速0.6h-1,n(DMC)∶n(OC)=1,在线评价时间7h。在此条件下,OC的转化率高达85.7%,OM的选择性大于99%。     

V-P/HZSM-5催化生物乙醇流化床脱水制乙烯的研究

以浸渍法制备的V-P/HZSM-5为催化剂,在自行设计的流化床反应装置上评价了其催化生物乙醇脱水制乙烯的性能,考察了生物乙醇杂质对其使用寿命的影响,并探讨了催化剂的再生性能.结果表明,V-P/HZSM-5在反应原料流速0.1 ml/min、反应温度220℃、催化剂用量3 g的条件下,可使乙醇转化率和乙烯选择性均在90%以上,且该催化剂表现出良好的催化稳定性和再生性能.     

C8芳烃择形脱乙基催化剂的制备及评价

选用一种ZSM-5分子筛,采用适当的沸石外表面改性方法制备了一种C8芳烃择形脱乙基催化剂。该催化剂的适宜制备条件为：使用分子筛硅铝比为A的ZSM-5;以一种适当的含硅化合物对催化剂进行1次液相沉积改性;硅烷化焙烧过程中空气流速为（D+100～D+200）mL/min;金属铂负载量为E%。该催化剂能使进入沸石孔道的乙苯高效脱除乙基,同时具有抑制二甲苯歧化和烷基转移副反应的功能。在反应温度为400℃、反应压力为1.8 MPa、氢油摩尔比为1、空速为15 h-1的条件下,在所制备的C8芳烃择形脱乙基催化剂作用下,乙苯转化率达到90.19%、二甲苯收率达到98.81%。     

4A分子筛催化稀乙醇制备乙烯

以低浓度的乙醇水溶液为原料,4A分子筛为催化剂催化乙醇脱水制备乙烯。考察了乙醇浓度、反应温度、催化剂的活化条件以及颗粒大小等对反应的影响,结果表明催化剂对低浓度、的乙醇溶液具有较高的选择性。分析了催化剂对低浓度乙醇脱水生成乙烯选择性较高的原因。     

工艺条件对RFT-2催化剂固定床费-托合成性能的影响

在固定床费-托合成装置上研究了反应温度、压力、n(H2)/n(CO)、空速、汽包压力和表观气速对工业生产的RFT-2催化剂反应性能和催化剂床层温度分布的影响。结果表明反应温度对RFT-2性能影响显著,随温度提高活性迅速增加,催化剂床层的热点区域变宽和峰值增加,而且在不同温度范围对敏感程度不同。提高压力可以增加反应活性,改善选择性,催化剂床层温度分布变差。n(H2)/n(CO)主要影响费托合成催化剂的活性和产物选择性,对催化床层温度分布影响较小。空速增加会造成CO和H2的转化率的下降,选择性和催化剂床层温度分布变化不明显。通过调节汽包压力来控制催化剂床层温度非常有效和灵敏,对反应性能和温度分布影响显著。表观气速提高可以改善催化剂床层径向的传热,使反应管的传热得到强化,温度分布更加均匀。     

ZSM-5分子筛用于甲醇制低碳烯烃的反应条件研究

以ZSM-5分子筛(n(Si)/n(Al)=360)为催化剂,在固定床反应器上考察了反应温度、水醇比、原料空速和反应时间对甲醇制低碳烯烃(MTO)各产物选择性的影响。结果表明:随反应时间增加,丙烯的选择性逐渐增大,乙烯的选择性先增大后减小,所有产物的选择性均在6.5h后趋于稳定;随反应温度升高,低碳烯烃的选择性先增大后减小;原料中适量掺杂水对反应有利,n(水)/n(醇)为2时,低碳烯烃的选择性最高;空速增加,低碳烯烃的选择性逐渐下降,但空速过低催化剂易积炭失活。最佳反应条件确定为:430℃,LHSV=2.2h-1,n(水)/n(醇)=2,此时乙烯+丙烯的选择性达69.36%,其中丙烯的选择性为53.54%。     

基于RBF神经网络的乙醇脱水制乙烯反应条件优化

 以La改性HZSM-5分子筛为乙醇脱水催化剂,采用正交实验设计确定实验点,考察原料液乙醇质量分数、反应温度、空速和催化剂粒径等四个因素对乙烯产率的影响。以正交实验结果作为训练样本,采用RBF神经网络对乙醇脱水生成乙烯的反应条件进行仿真模拟,并用穷举法求出最佳反应条件。结果表明,由神经网络仿真模拟出的三维图可以直观地体现各个反应条件对乙烯产率的影响。在反应温度250℃、空速0.5 h 1、原料液乙醇质量分数74%、催化剂70目的最佳反应条件下,神经网络模拟产率为98.87%,与实验结果97.12%基本吻合,相对误差为-1.77%。     

乙炔在磁稳定床中的选择性加氢研究

 制备了一种磁性Pd/Al₂O₃催化剂，采用磁稳定床考察了活性组分负载量、反应条件及CO浓度对乙炔加氢反应性能的影响。结果表明，当反应温度80℃、反应压力1.5MPa、空速9000h－1、磁场强度（H）25kA/m时，乙炔转化率为100％，乙烯选择性可达81％，具有优良的乙炔加氢活性和乙烯选择性，优于相同反应条件下的进口催化剂；250h稳定性实验结果表明，磁性Pd/Al2O3催化剂具有良好的初活性和乙烯选择性，催化剂性能稳定。