反应吸附强化焦炉煤气蒸汽重整制氢技术评价

以实验研究结果为基础,建立了反应吸附强化焦炉煤气水蒸汽重整制氢(ReSER-COG)工艺流程,并进行了技术性能评价计算。计算过程采用化工模拟软件Aspen Plus,基于不同反应温度、水碳比、钙碳比等工艺操作参数,对各个操作单元进行物料平衡和能量平衡计算,并考察制氢性能指标产氢率和COG能量转化效率受制氢工艺操作参数影响的敏感度分析,得到最优操作参数范围。分析结果表明:ReSER-COG制氢工艺在反应温度600℃,水碳物质的量比4,钙碳物质的量比2.75,常压反应的条件下,1m~3COG可获得最大产氢气率为1.8m~3,且能量转化效率达到最高76.3%。与现有的COG制氢技术相比,ReSERCOG制氢技术在同样条件下,可以得到较高的产氢率和COG能量转化效率,具备较强的技术优势。     

甲醇转化制氢工艺的比较

在甲醇转化制氢作质子交换膜燃料电池氢源的自供热体系中 ,基于过程的物料平衡、能量平衡和反应平衡 ,从热力学角度对甲醇转化制氢的两种工艺 ,即甲醇氧化转化工艺和外热式水蒸汽转化工艺进行了比较。研究结果表明 ,甲醇氧化转化制氢工艺比外热式水蒸汽转化制氢工艺制氢能量效率高 8%以上 ,CO排放量也低     

MTBE催化蒸馏数学模型的研究

本文提出每层板上伴有化学反应发生的蒸馏计算方法.根据物料平衡、能量平衡、气-液平衡数据及动力学和热力学数据,进行MTBE催化蒸馏过程计算,求得MTBE催化蒸馏过程的优化条件,同时定量地描述异丁烯浓度、系统温度、催化剂量、反应段板数以及反应段位置对过程的影响.     

焦化干气制氢装置运行分析及扩量改造研究

本文对焦化干气制氢装置的运行工况进行了分析,从物料平衡、反应动力学和热量平衡方面对制氢装置扩量进行研究。运行数据显示烃类水蒸气重整反应的转化率达到86％,高于设计值的78％。采用VBA编程迭代法计算出了甲烷水蒸气重整反应在不同温度下的转化率数据。进行了制氢装置的物料和热量核算,提出了合理的改造建议。     

制氢炉辐射段简洁耦合模型的建立及应用

假设制氢装置制氢炉炉膛为零维,对制氢炉辐射段炉管建立了从燃烧到转化反应的完整辐射段数学模型,求解了该耦合模型,并利用该模型对制氢装置正常负荷(100%)和低负荷(45%)下的生产工况进行了模拟。结果表明:当将燃烧、传热、反应等过程作为整体,设计传热强度作为迭代变量,炉管内温度作为收敛变量时,可便捷的求解耦合模型;制氢装置正常负荷和低负荷下,该模型模拟计算结果与实际生产数据吻合,转化气中各组分体积分数变化值均小于0.2%,炉膛出口温度和炉管出口温度变化值均小于5℃。     

带换热预转化的高效轻烃蒸汽转化制氢工艺

介绍了一种高效的轻烃蒸汽转化制氢工艺——带换热预转化的轻烃蒸汽转化制氢工艺,即利用一段蒸汽转化炉出口高温转化气的显热代替部分燃料气为转化反应提供热量,对进入一段蒸汽转化炉前的混合原料气进行预转化,可大量减少一段蒸汽转化炉所需燃料消耗并大量降低副产蒸汽量,由此达到提高轻烃制氢效率、降低制氢成本的目的。     

超临界水生物质气化制氢的研究进展

回顾了国内外超临界水生物质气化(SCWG)制氢的研究进展。生物质在超临界水条件下能够转化为氢气,主要优点是湿生物质不必干燥就可以进行相关反应且氢气是高压下直接生成的,意味着所需的反应器容积较小且用来压缩产气的能量较少。用来加热大量水的能量可以通过热交换器回收,提高系统的能量效率。各参数如温度、压力、催化剂活性和生物质/水比等因素的影响被讨论。     

乙醇水蒸气重整制氢模拟研究

利用Aspen Plus对乙醇水蒸气重整进行模拟,分析了影响乙醇水蒸气重整制氢反应的主要因素:压力、温度、水醇比。结果显示,压力升高,H2产率降低,CO2、CH4产率变化较小,其较理想反应压力为常压;温度升高,H2、CO产率增加,当温度为350℃~650℃时,H2的增长速率较快,而当温度达到650℃以上时,H2产率基本不变;水/醇的物质的量比增加,有利于乙醇转化,综合考虑能耗等因素其较优水醇比为7左右。在选定的反应条件650℃、0.1MPa、水/醇的物质的量比为7,CO2吸收塔板数18,塔顶压力0.6MPa,所得产品气可燃性气体物质的量分数为92.914%,其中H2为82.156%。     

制氢装置油改气工艺的模拟计算

以富甲烷气为制氢原料,利用ASPEN PLUS流程模拟软件对全流程进行了模拟计算,探讨了富甲烷气替代轻石脑油的可行性;确定了满足氢气产量要求的甲烷气原料需求量1600Nm~3/h;列出了转化炉物料平衡、热量平衡和主要物流的计算结果:确定了合适的转化炉操作条件;同时,对不同的装置进行了比较,计算结果完全满足工艺设计和装置核算的要求。     

甲烷蒸汽重整制氢反应器的模拟与分析

以工业上顶烧式制氢转化炉为研究对象,建立制氢反应器的一维拟均相数学模型。使用Matlab软件采用四阶龙格-库塔算法求解数学模型,模拟分析了反应管内催化剂床层温度和各组分的浓度分布;研究了甲烷蒸汽重整制氢工艺条件的变化对甲烷转化率和工艺气出口温度的影响规律。结果表明:水碳比、炉膛温度和入口温度的增加及空速的降低均会提高甲烷转化率和工艺气出口温度,而入口压力的变化的影响并不显著。本文所得结论对实际生产中甲烷重整制氢工艺条件的优化有一定参考意义。     

Au-NiO/TiO_2催化剂催化甲醇自热重整制氢

采用沉积-沉淀法制备了甲醇自热重整制氢Au-N iO/T iO2催化剂,并用X射线衍射、透射电子显微镜、能量色散X射线能谱对Au-N iO/T iO2催化剂进行了表征。表征结果显示,N iO可以改善载体T iO2粒子的分散度,使Au颗粒的粒径减小,Au颗粒的粒径主要分布在2~3nm;Au的负载量(质量分数)为1.63%左右。同时考察了反应温度和n(O2)∶n(CH3OH)对Au-N iO/T iO2催化剂催化甲醇自热重整制氢反应活性的影响。实验结果表明,当汽化温度为90℃、反应温度为200℃、n(O2)∶n(CH3OH)为0.30时,Au-N iO/T iO2催化剂的活性最佳,甲醇转化率和CO2选择性较高,CO含量较低。     

天然气添加CO_2一段蒸汽转化制甲醇合成气中CO_2配入量及转化气组成的计算

从合成甲醇的化学计量和蒸汽转化的物衡计算出发,推导出计算天然气前加CO2一段蒸汽转化制甲醇合成气工艺     

离子液体中K_2CO_3/CH_3I直接催化合成碳酸二甲酯

利用高压间歇反应釜,考察了K2CO3/CH3I催化CO2与甲醇直接合成碳酸二甲酯(DMC)的反应规律,得到最佳的反应条件:反应温度363K、反应压力3.6M Pa、反应时间8h、m(甲醇)∶m(CH3I)∶m(K2CO3)=12∶2.3∶1。液相产物中DMC含量随K2CO3用量的增加几乎呈直线增加,因此可以在较低的反应压力下获得较高的DMC收率。另外,利用离子液体溴代1-乙基-3-甲基咪唑盐[Em im]B r对CO2的溶解特性,研究了离子液体[Em im]B r对K2CO3/CH3I催化CO2与甲醇直接合成DMC反应规律的影响。实验结果表明,在反应温度低于393K、反应压力高于4.0MPa的条件下,离子液体[Em im]B r可以加快反应速率,对反应具有一定的促进作用,但不能改变反应的最佳条件和整体规律性。甲醇、CH3I、[Em im]B r、K2CO3的最佳质量比为12∶2.3∶1.6∶1。     

连续催化重整装置流程模拟与优化

应用Aspen HYSYS软件对中国石化洛阳分公司700 kt/a连续催化重整（简称重整）装置进行流程模拟,得到了与装置实际操作接近的理想模型。通过模型对重整预加氢分馏塔C101操作参数、重整生成油换热流程进行优化,并模拟反应温度对重整汽油辛烷值桶、芳烃收率、纯氢收率等产品指标及积碳速率的影响。结果表明：优化后重整进料中C5组分的质量分数由优化前的3.06%降至2.40%,C101塔底再沸炉瓦斯耗量减少94 m³/h;优化重整生成油换热流程后,重整脱戊烷油热供芳烃温度由70℃提高至95℃,下游芳烃装置3.5MPa蒸汽耗量降低2t/h,重整生成油脱戊烷塔塔底再沸炉瓦斯耗量减少20 m³/h,C101塔顶两台空气冷却器停运,节电248kW.h;结合装置烧焦能力,确定了重整装置适宜的反应温度为520℃。通过上述优化措施,连续重整装置效益可增加 1 358万元/a。     

甲醇自热重整制氢集成式反应器的研究

设计了一种车载集成式甲醇自热重整制氢反应器,将甲醇-水-空气自热重整制氢反应、一氧化碳变换反应、甲醇-水液体汽化、以及物料间的换热等集成于一个反应器内。自热重整区和变换区内分别装填Cr-Zn催化剂、Cu-Zn-Al变换催化剂。重整器无需外供热和附加保温措施。产物中φ(H2)可达51.1%、φ(CO)低于0.5%(干气);产氢量达到6.0 m3/h(STP);能量转化效率达到0.85。该类反应器通过甲醇的直接燃烧启动,启动时间为3m in,动态应答时间为秒级。该类型甲醇重整器可应用于车载燃料电池氢源系统。     

CuZnAlZr整体式催化剂上甲醇氧化重整制氢的研究

制备和筛选出用于甲醇氧化重整制氢的CuZnAlZr整体式催化剂,并考察了水醇比、氧醇比和液体空速等条件对该催化剂上甲醇氧化重整制氢反应的影响,结合对该反应所做的理论计算,得到反应的最佳条件为水醇摩尔比1,氧醇摩尔比0.22,液体空速0.96h-1。     

甲醇氧化重整制氢反应动力学的研究

在Cr Zn氧化物催化剂上系统地考察了不同反应温度下W/FCH3OH对甲醇总包转化率、水蒸汽重整转化率以及分解转化率的影响 ,由准质量作用定律得出了反应速率表达式 ,并根据实验结果求解了动力学参数值。F 检验表明本动力学模型是可行的。     

板翅式甲醇蒸汽重整制氢系统的开发

一种新型紧凑式甲醇蒸汽重整反应系统被开发。该系统以板翅式换热系统为基础对传统甲醇蒸汽重整工艺中庞大的重整系统进行改进,减少了不必要的设备如蒸发过热部分,占地空间大为减少,并将传统的催化剂填充方式改为壁面涂层,同时换热器与重整反应器采用逆流换热,因而还可有效提高整个系统的传热效率。     

1,3-2,4-二对甲基亚苄叉山梨醇在不同溶剂中溶解度的测定

以基团贡献法计算了聚丙烯成核剂MDBS的溶解度参数(δ=27.30 J~(1/2)/cm~(3/2)),在此基础上计算了部分溶剂与1,3-2,4-二对甲基亚苄叉山梨醇(MDBS)试样的相容性参数(P),其中P(MDBS-C_6H_5CH_2OH)=31.89,P(MDBS-C_6 H_5CH_2CH_2OH)=43.47,P(MDBS-1,2-二氧六环)=128.71,苯甲醇为MDBS成核剂的较好溶剂,其次为苯乙醇,再次为1,4-二氧六环。测定了MDBS试样在不同溶剂中的溶解度,并建立了该成核剂试样在不同溶剂中的溶解度与温度的关系方程。结果表明,在相同温度下,MDBS在苯甲醇中溶解度稍大于在苯乙醇中的溶解度;MDBS在1,4-二氧六环中的溶解度小于在苯甲醇、苯乙醇中的溶解度。     

甲醇氧化羰化合成DMC铜系催化剂的研究

用ＣｕＣｌ２或ＣｕＣｌ作催化剂，ＣＨ３ＯＨ、Ｏ２、ＣＯ为原料，合成碳酸二甲酯（ＤＭＣ）。研究了催化剂及其用量、氧气浓度、反应压力以及含氮助剂对反应的影响。结果表明，当ＣｕＣｌ２量达到０．１ｇ／ｍｌ甲醇，ＣｕＣｌ量达到０．０４ｇ／ｍｌ甲醇后，增加催化剂对ＤＭＣ的生成速度影响不大；一次性加入氧气浓度超过１０％的原料气，ＤＭＣ的生成速率下降；ＤＭＣ的生成速度随系统总压力升高而加快；加入有机含氮助剂可使反应速度加快，同时可提高ＤＭＣ的选择性。