Ni2P/TiO2上噻吩加氢脱硫性能研究

在10%H2/N2流动气氛下,用程序升温还原方法由相应的磷酸盐合成了二氧化钛负载磷化镍(Ni2P/TiO2)催化剂,用X射线衍射(XRD)、低温N2吸附(BET)等技术对催化剂的结构和性质进行了表征,在高压连续流动固定床反应装置上以噻吩为模型化合物,考察该催化剂的制备条件对其加氢脱硫性能的影响.结果表明,由Ni/P摩尔比为1/2和1/3的前驱体制备的催化剂表面仅出现Ni2P物相;由Ni/P摩尔比为1/1的前驱体制备的催化剂表面出现的主要物相为Ni2P,同时还存在少量Ni12P5相.催化剂的比表面积随前驱体中Ni和P含量的增加而减小.在温度370℃,压力3.0 MPa,VHSV为2 h-1,氢油比(v/v)为450的反应条件下,由Ni负载量为15%(wt)、Ni/P摩尔比为1/2的前驱体所制得Ni2P/TiO2催化剂对含硫0.1%(wt)油具有接近100%的脱硫转化率,并有良好的稳定性.加氢脱硫反应工艺条件研究结果表明:压力、液时进料体积空速以及氢油比对Ni2P/TiO2催化剂对噻吩加氢脱硫性能影响在较宽的范围内变化不大.反应温度对该催化剂上的噻吩加氢脱硫反应的影响较大,当反应温度高于300℃,催化剂对噻吩加氢脱硫性能达到接近100%的脱硫率.     

裂解汽油中噻吩加氢脱硫反应宏观动力学

采用微型等温积分反应器,以组分苯、苯乙烯、噻吩与溶剂正己烷的混合物作为模型化合物,在消除催化剂外扩散影响的基础上,建立了幂函数型的噻吩加氢脱硫反应宏观动力学模型并研究裂解汽油二段加氢过程中噻吩在Co-Mo/Al2O3催化剂上的加氢脱硫反应动力学.通过对比研究噻吩在单一体系和模型化合物中的加氢脱硫反应,探讨了裂解汽油中不饱和烃对噻吩加氢脱硫的影响.实验结果表明,裂解汽油中的不饱和烃会影响噻吩加氢脱硫反应速率,但并不改变其反应机理.噻吩转化率的模型计算值与实验值吻合较好,说明所建立的动力学模型适合描述裂解汽油二段加氢过程中噻吩的加氢脱硫反应.     

焦化苯中噻吩在酸性沸石催化剂上的催化裂解性能

研究了焦化苯中噻吩在酸性沸石催化剂上的催化裂解性能. 结果表明：噻吩在HZSM-5沸石催化剂的作用下被分解生成硫化氢气体逸出,进而达到脱硫的目的. 通过对不同温度和压力下的催化脱硫性能进行考察,认为HZSM-5沸石催化剂对脱除苯中噻吩具有较高的活性及较好的活性稳定性,且温度、压力是影响催化剂活性和稳定性的重要因素. 以含270 mg/L噻吩的焦化苯为原料,在反应温度为320~380℃、反应压力为3.5~6.0 MPa、质量空速为4~12 h-1的条件下,能彻底脱除其中的噻吩.     

温度对粗苯加氢脱硫反应的研究

在低温条件下,使用2段预加氢反应和1段主加氢脱硫反应工艺条件,研究了温度对粗苯加氢脱硫反应的影响,并分析了反应产物的烃组成、双烯值和GC-SCD。研究结果表明:3段反应中,温度的变化对烃组成影响甚微,在第一段预加氢反应中,随着温度的升高,硫含量变化不大,但是双烯值变化明显,在体积空速1.0 h-1,反应压力为3.0 MPa,氢油比400∶1,反应温度为160℃时,双烯值为1.35 g I/100 g,下降了76.23%;第二段预加氢反应中,随着温度的变化,产物的烃组成、双烯值和硫含量变化均不明显;第三段主加氢脱硫反应中,在体积空速1 h-1,反应压力3.0 MPa,氢油比为400∶1,反应温度300℃时,产物中硫质量浓度为21.16 mg/L,脱硫率99.27%,噻吩脱除率为99.87%。     

碳化钼催化剂的制备及噻吩加氢脱硫性能

以MoO₃为前躯体，CH₄/H₂为还原碳化气，采用自制的程序升温还原碳化反应装置制备出Mo₂C催化剂，并用XRD、BET进行表征.借助原位TG-DTA方法研究了MoO₃在CH₄/H₂气氛中的还原碳化历程和适宜的还原碳化温度.以噻吩/环己烷溶液为模型反应物，采用高压微反-色谱实验装置考察了制备的碳化钼催化剂的噻吩加氢脱硫反应性能.结果表明：程序升温条件下的局部规整反应可提高催化剂的比表面积，且制备的碳化钼催化剂具有较高的噻吩加氢脱硫反应活性，在体积分数为5%的噻吩/环己烷溶液中，反应压力为3.0 MPa，空速为6 h^-1，H₂/原料液体积比500∶1的反应条件下, 370℃时的噻吩转化率达到98%以上，明显高于相应的硫化钼催化剂.还原碳化终温的提高，导致碳化钼催化剂比表面积的减少和表面积炭的增多，进而使其加氢脱硫反应活性降低.MoO₃在CH₄/H₂气氛中的还原碳化历程应为MoO₃→MoO₂→MoO_xC_y→Mo₂C，实验确定的适宜还原碳化温度为675℃.     

乙醛水氧化生产乙酸热力学分析

醛类水氧化制酸是一种羧酸类产品生产的新型绿色合成工艺.一步反应中醛加水直接生成乙酸和氢气.分步反应中醛通过歧化得到酯,酯水解得到酸和醇,醇脱氢得到醛,以酯和醇为中间产物,终产物为酸和氢气.对乙醛水氧化反应进行了详尽的热力学计算.讨论了水醛比、温度、压力对热力学平衡时组成的影响,得到了最佳理论反应温度,为600 K.水醛比的增加有利于乙酸的生成,压力的提高有利于乙酸的生成.分步反应中,在水醛比为4,压力为0.1 MPa,温度为600 K条件下,乙醛转化率97.14%,乙酸收率83.37%,乙酸选择性85.82%.     

煤液化油催化加氢反应烃类气液产物的研究

采用Ni-W/γ-Al2O3型催化剂,利用固定床反应器对煤直接液化油进行催化加氢改质,研究了反应温度和氢压对烃类液体和气体产物分布的影响.结果表明:随着反应温度的升高,液态烃类产物中芳烃和烷烃组分的含量(质量分数)增加,当温度高于500℃时,裂化反应加剧,甲烷和乙烷气体含量(体积分数)急剧增加;随着反应压力的升高,氢化芳烃的含量增加,但高于4 MPa后,增加趋势变缓,甲烷气体含量随着压力升高而增加,其他气体含量受压力影响微弱.300℃,4 MPa条件下加氢液体产物中轻馏分油含量由加氢前的11%提高到17%;催化剂的HDN(加氢脱氮)、HDS(加氢脱硫)和HDO(加氢脱氧)活性分别为35.56%,72.73%和24.20%,n(H)∶n(C)由1.37提高到1.52.     

裂解汽油加氢一、二段催化剂反应特性的研究

本文从应用角度较详尽地叙述了入口温度、液时空速、进口压力、氢油比工艺参数及原料性质对裂解汽油加氢一、二段催化剂加氢活性的影响。并指出入口温度、空速及进料浓度对双单烯烃加氢率、脱硫率和床层绝热温升的影响程度。为成套裂解汽油加氢装置国产化提供了必要的设计依据。     

醋酸或醋酸酯加氢制乙醇的热力学计算与分析

对醋酸、醋酸甲酯或醋酸乙酯加氢制乙醇进行了热力学计算和分析。计算了这3个反应的标准摩尔焓变和标准平衡常数,以及温度、压力和反应物配比对平衡转化率的影响。结果表明,3个反应的标准摩尔焓变都小于0,是放热反应;醋酸加氢反应的标准平衡常数较大,而醋酸甲酯加氢反应和醋酸乙酯加氢反应的标准平衡常数都小于0.7;醋酸加氢反应由于标准平衡常数较大,因此其平衡转化率受工艺条件影响较小,而醋酸甲酯加氢和醋酸乙酯加氢反应的平衡转化率受工艺条件的影响较大,醋酸酯加氢制乙醇反应适宜的温度为423~550 K,适宜的压力是2~3 MPa,适宜的氢酯比是10~20。     

主反应器操作条件对粗苯加氢产品的影响

主要讨论了粗苯加氢精制系统主反应器温度和加氢进料量对加氢油组成的影响。结合公司10万t/a粗苯加氢生产装置,通过实验数据分析可以发现:随着反应温度提升,加氢油中环己烷和甲基环己烷质量分数逐步上升,并且都出现了拐点,说明在拐点后提升反应温度会加剧副反应发生;总硫和噻吩质量分数随着反应温度的升高呈下降趋势,但下降到一定水平则保持在一定量不再进一步降低。随着加氢进料量的增加,在反应器中分子与催化剂接触时间逐步减少,这样可以一定程度上避免副反应过度发生,但当进料量达到一定量时会出现加氢油中总硫和噻吩指标不合格现象。进而确定最佳工艺条件为:反应温度控制在280—283℃、进料量不大于20 t/h。     

大同煤热解和加氢热解过程中产物生成规律的研究

在压力2MPa,温度350—650℃范围内,对比研究了大同煤分别在氮气和氢气气氛下热解过程中产物的分布和气体生成规律。研究表明,煤的热解和加氢热解转化率和水产率都随温度上升而增加;在热解条件下,焦油产率在500℃出现最大值。氢气对煤热解转化只有超过一定温度才具有促进作用,此时与热解相比具有较高的CO、CH4和C2^＋产率以及较低的CO2产率。     

悬浮床加氢脱硫尾气水蒸气转化制氢热力学

以悬浮床加氢脱硫尾气为水蒸气转化制氢原料,采用改进的原子序数矩阵法构建了包含6个独立反应的化学反应体系。分别考察各个独立反应在不同反应温度下,标准摩尔反应焓、吉布斯自由能变及平衡常数的变化规律;借助HYSYS流程模拟软件中的GIBBS反应器,研究反应器出口温度、反应压力及水碳物质的量之比对产物平衡组成的影响。热力学研究结果表明：烷烃碳数越高,水蒸气转化反应的平衡常数、吉布斯自由能变和标准摩尔焓对温度的敏感性越高,达到相同转化效果所需的反应温度越低。HYSYS模拟确定该体系下最适宜的反应条件为反应器出口温度700℃、反应压力100kPa、水碳物质的量之比4。     

Fixed-bed pyrolysis of coal under hydrogen pressure at low heating rates

Fixed-bed hydropyrolysis has been investigated by treating 100 g coal up to 900°C and 10 MPa. The devolatilization rate of Beringen coal (32.8 wt% volatile matter) treated on a fixed bed approximates to that obtained by flash hydropyrolysis. However, the oil yield is smaller because of the slower heating of the coal and the rather longer residence time of the primary volatile matter in the reaction space. The product gas is mainly methane. The oil composition depends on the temperature of pyrolysis. The benzene content of the oil rises with temperature. At constant temperature, the influence of hydrogen partial pressure is important between 0–1 MPa. At higher pressure, the yields and compositions vary only slightly with pressure. It has also been shown that from 580°C pyrolysis under hydrogen yields an additional quantity of water, when compared with pyrolysis under inert atmospheres or under atmospheric pressure. This additional water comes from the hydrogenation reactions of the hydroxyl functions of heavy phenols and xylenols. This implies a hydrogen consumption (from 0.2–0.3 wt% of the coal), varying with the pyrolysis temperature.     

生物质超临界气化制氢产物高压吸收法分离的气液相平衡分析

通过高压吸收法可以将生物质超临界水气化制氢的气体产物中的CO₂与H₂分离.基于修正的UNIFAC模型、SRK状态方程以及MHV2混合规则，建立了生物质超临界气化制氢产物高压吸收法分离的气液相平衡的计算模型，讨论了CO₂与H₂分离过程中压力和温度等参数对分离效果的影响.计算结果表明：随着分离器中压力的升高，气相产物中H2的摩尔分数增加，CO₂摩尔分数迅速下降，气相中H₂的收率不断降低；随着温度升高，气相产物中H₂的摩尔分数减小，CO₂摩尔分数上升，气相中H₂的收率增加；然而，高压吸收的方法不能将气体产物中的CO、CH₄、C₂H₄、C₂H₆与H₂分离.     

High‐temperature esterification of fatty acids with methanol at ambient pressure

The article presents the results of the kinetic study of the acid‐catalyzed esterification of free fatty acids (FFA) with methanol (MeOH) at elevated temperatures above the boiling point of MeOH, at ambient pressure, and at continual flow of liquid MeOH into the reaction mixture. Under these conditions, the reaction follows the rate equation valid for reactions of the first order. Beside temperature, the pseudo rate constant depends also on the flow rate of MeOH and on the concentration of a catalyst. At temperatures 50–60 °C higher than the boiling point of MeOH, the reaction rate is two to three times higher than at the temperatures close to the boiling point of MeOH. Apart from the temperature, the increase of the rate is facilitated also by a high local molar excess of MeOH in the input site with respect to FFA and by effective removal of water from the reaction mixture. The composition of the reaction mixture is then farther from the equilibrium composition. High conversion of FFA to methyl esters (above 99%) with low residual acidity of the product (acid value around 2–3 mg KOH/g) is achieved at short times of several tens of minutes and at a low total molar ratio of MeOH/FFA of around 3–4.     

气相缩合法合成苯基三氯硅烷

以三氯氢硅和氯苯为原料,采用气相缩合法合成苯基三氯硅烷,探讨了反应温度、反应压力、反应空时和原料配比对苯基三氯硅烷收率和选择性的影响。结果表明,气相缩合法合成苯基三氯硅烷较好的工艺条件为反应温度600℃,反应压力不低于0.4 MPa(绝压),反应空时120～180 s,原料氯苯(C6H5Cl)和三氯氢硅(SiHCl3)物质的量之比为1.5～2.5。其中,当反应温度为600℃,反应压力为0.4 MPa(绝压),反应空时为120 s,C6H5Cl和SiHCl3物质的量之比为2.5时,苯基三氯硅烷收率和选择性均为73.33%。     

二氧化碳和水蒸气重整制甲醇的热力学分析

二氧化碳和水蒸气重整制甲醇是有效利用二氧化碳资源的重要途径,具有重要的经济和环保意义。从热力学角度进行分析,找出合理的反应条件,以提高甲醇的选择性和收率,对指导CO2和H2O反应具有重要意义。文中基于Gibbs最小自由能原理对该体系的热力学平衡进行了相关计算,分析了温度、压力、原料配比H2O/CO2等条件对该反应体系平衡组成的影响。结果表明:改变温度对体系的平衡组成影响不大,而体系的平衡组成随着压力和原料配比H2O/CO2的增大而增大。得到优化反应条件为初始原料摩尔比n(H2O)/n(CO2)为7∶3,温度约为500 K,压力为8 MPa。这对二氧化碳水蒸气重整制甲醇反应条件的优化具有一定的指导价值。     

复合离子液体催化碳酸乙烯酯水解制备乙二醇(英文)

An ionic liquid system of [Bmim]X/[Bmim]OH (X Cl, BF4, and PF6,) was developed for the hydrolysis of ethylene carbonate to ethylene glycol. The important parameters, such as the variety of ionic liquids, molar ratio of [Bmim]X to [Bmim]OH, amount of ionic liquid, molar ratio of water to ethylene carbonate, reaction temperature, pressure and reaction time, were investigated systematically. Excellent yield (>93%) and high selectivity (99.5%) of ethylene glycol were achieved. Under the optimum reaction conditions, the ionic liquid system could be reused at least five times and the selectivity of ethylene glycol remained higher than 99.5%.     

超临界甲醇中制备生物柴油

研究了超临界甲醇法制备生物柴油中反应条件对甲酯生成率的影响。结果表明,醇油摩尔比越大,大豆油转化率越高;升温有助于提高反应速率,在临界温度239℃附近,温度的影响尤其明显;当压力高于13.5 MPa时,压力对反应的影响不明显;原料油中,不同脂肪酸酯甲酯化的速率不同,按亚油酸酯、油酸酯、棕榈酸酯、硬脂酸酯的顺序依次降低;大豆油中w(游离油酸)<50%时,不影响反应转化率;原料油中w(H2O)<20%时对反应影响不大。当醇油摩尔比为42∶1,反应温度280℃,反应1 h,油脂转化率可达78%。     

Transesterification of rapeseed oil in subcritical methanol conditions

In this study, transesterification of rapeseed oil using subcritical methanol conditions was studied. The objective of the work was characterizing the methyl esters for its use as biodiesel in compression ignition motors. The variables affecting the methyl ester yield during the transesterification reaction, such as, the catalyst type and content, reaction temperature and pressure, the presence of hexane as co-solvent, the methanol oil molar ratio and the methanol hexane molar ratio were investigated to optimize the reaction conditions. The evolution of the process was followed by gas chromatography, determining the concentration of the methyl esters at different reaction times. The biodiesel was characterized by its density, viscosity, saponification value, iodine value, acidity index and water content, according to ISO norms. High methyl ester yield and fast reaction rate could be obtained even if the reaction pressure was relatively low, which is quite favorable to the production of biodiesel in industry.