噻吩在镍基非晶态合金上的吸附和脱附

应用静态吸附、动态吸附、程序升温脱附和程序升温还原等实验方法，考察了噻吩在Ni基非晶态合金上的吸附和脱附行为。常温下，噻吩分子首先吸附在清洁的Ni表面，并立刻被活化，发生氢解反应，C-S键断裂，释放出烃类部分，S留在Ni原子上。噻吩可以在Ni基非晶态合金表面发生强度不同的化学吸附。弱化学吸附的噻吩可以脱附；强化学吸附的噻吩不会脱附，而在高温下发生氢解反应。     

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。     

气-液-固磁稳定床研究进展

综述了气-液-固磁稳定床的研究进展,涉及流体力学特性、传质过程、返混与扩散等.兼有固定床和流化床优点的磁稳定床具有压降低,传质系数高等优点,已在石油、化工及环境等领域获得了应用.指出今后应加强气-液-固磁稳定床的传热特性与传热机理、传质机理、流场模拟技术、固相摆动速度及其对流动、传热和传质的影响、局部流动稳态与瞬态性能、工业反应器用磁场发生装置优化设计的研究.     

液固磁稳定床研究进展

鉴于液固磁稳定床在石油化工、生化工程及环境工程等领域具有广阔的应用前景,本文从流体力学特性、传质过程、返混与扩散等几个方面,对液固磁稳定床的研究进展进行了综述。     

费托催化剂预处理工艺研究进展

还原工艺对于费托合成技术的成败具有极其重要的作用。简要介绍了各工业化费托技术使用的还原反应器,并对还原过程中规律性的结果,包括还原中催化剂晶态结构演化,还原气氛、还原温度对催化剂反应性能的影响进行了详细介绍。     

醋酸直接加氢制乙醇反应热力学研究

对醋酸直接加氢制乙醇反应的热力学进行了研究。首先根据主副反应的反应物和产物的热力学参数,计算了主副反应的标准摩尔反应焓和标准平衡常数,并进一步研究了反应温度、反应压力以及氢酸的物质的量比对醋酸平衡转化率、乙醇选择性、乙酸乙酯选择性的影响。结果表明,醋酸直接加氢制乙醇的主反应为放热反应且放热量较大,同时放热量随着反应温度的升高而升高,而生成乙酸乙酯的副反应放热量较小且随反应温度的升高而降低;主反应及生成乙酸乙酯的副反应的标准平衡常数都随反应温度的升高而降低,特别是反应温度低于250℃时,下降趋势显著;醋酸平衡转化率和乙醇选择性皆随着反应温度的升高而降低,随着反应压力或氢酸的物质的量比的升高而增加,乙酸乙酯选择性与之相反;分析结果表明该反应较适合的反应条件为200~300℃,2~3MPa、氢酸的物质的量比为10~20。     

硫对植物油加氢处理过程催化剂活性及化学反应的影响

采用精制大豆油于固定床微反装置上考察硫对植物油加氢过程中催化剂活性和化学反应的影响规律。结果表明,硫流失是催化剂失活的主要原因,催化剂一旦失活,补硫仅能恢复其部分活性;进料中添加适量的硫可稳定催化剂活性。不同含硫化合物对催化剂的活性影响不同,H2S对植物油加氢反应的活性有促进作用,而少量噻吩可作为催化剂的硫源,稳定催化剂的活性,但添加量较大时,则会抑制催化剂的活性。此外,H2S和噻吩均可以促进植物油加氢过程中的脱羧基反应。     

CNFT-1费托合成催化剂长周期运行性能研究

利用催化剂百吨级中试评价装置,对自主开发的费托合成CNFT-1浆态床铁基催化剂进行了工业运行条件下的2 000 h长周期连续运转试验。催化剂百吨级中试评价装置内浆态床反应器总高28 m,直径DN200,配备有催化剂活化系统、费托合成反应系统、蒸汽包取热系统、催化剂在线置换系统、蜡过滤系统、产物分离系统、气体循环和尾气计量系统等。2 000 h长周期连续运转试验期间CNFT-1催化剂活化温度为250～270℃,活化压力为2.5～3.0 MPa,恒温时间24 h;费托合成反应温度260～270℃,反应压力3.0 MPa,催化剂装填量15 kg。2 000 h长周期性能评价结果表明CNFT-1催化剂在置换率为质量分数13%、置换周期为5～7 d的条件下,百吨级中试评价装置稳定运行,催化剂各项性能数据平稳。其中CO总转化率为95%～96%,CO_2选择性20%,CH_4选择性为2.2%～2.4%;C~+_3收率保持在170～180 g/m~3(标准状态),C~+_3时空产率为0.94～1.05 kg/(kg·h)。当量置换周期为5 d时,每千克催化剂产C~+_3数值保持在700 kg左右,置换周期增加为7 d时,每千克催化剂产C~+_3量数值接近1 000 kg。催化剂耐磨性好,重质蜡中铁含量低于25μg/g。长周期稳定运转试验产品中轻质油品主要组分集中于C_6～C_9,重质油主要组分集中于C_(13)～C_(20),重质蜡主要组分集中于C_(25)～C_(42),合成水中含氧化合物主要组分为正构醇。2 000 h长周期连续运转试验结果表明在煤基浆态床费托合成工业装置工艺条件下,CNFT-1催化剂各项性能指标满足工业生产要求值,完全具备工业应用条件。     

搅拌釜费托铁催化剂反应动力学研究

为获取铁基催化剂在费托合成反应中的CO转化集总动力学模型,为费托反应器设计和工艺优化提供依据,使用自主研发的工业催化剂CNFT-1(主要成分Fe-Cu-K-B-Si,堆密度0.8 g/cm~3),基于经典且广泛接受的碳化物机理(Carbide),以次甲基生成基元反应为速率控制步骤,推导了LHHW型CO转化集总动力学模型。在1 L搅拌釜反应器(高径比2.5)中首先排除了内外扩散的影响(搅拌转速400 r/min,空速7 000 mL/(g·h)且粒径150μm),然后通过正交试验进行了30组反应动力学实验,条件如下:503～553 K,1.0～4.0 MPa,8 000～20 000 mL/(g·h)以及合成气氢碳比1.0～5.0。在此范围内得到的CO转化率20%～70%,基本符合动力学的要求,并且CO转化率和CO_2选择性随反应条件的变化趋势符合费托反应基本规律,数据可靠合理。以CO转化率相对残差MARR为目标函数建立模型,通过目标函数最小化(MARR=8.7%,复相关指数R~2=0.92)来求解方程并获得最优模型参数,得到动力学模型参数估计值,并根据模型参数所代表的物理意义(合理的活化能E_k=105.0 kJ/mol)和统计意义(F_c=73.3,10倍F_(0.05)=3.1,F检验显著),对动力学模型进行了考察。结果表明:H_2吸附热焓小于CO吸附热焓,说明CO在催化剂表面为强吸附,H_2相对为弱吸附,这一结果与诸多文献相符。此外,动力学模型活化能E_k的数值也与文献报道值接近,因此,本研究所得的动力学模型可信度较高,可以较好地解释铁基费托催化剂的反应性能。通过本动力学模型得到的CO消耗计算值和实验值相对误差15%,可用于费托反应器设计和工艺优化。同时,集总动力学模型不能提供反应产物信息,为解决这一不足,需要进行更复杂的详细产物选择性动力学研究。     

还原条件对高温费托合成熔铁催化剂性能的影响

为了探索熔铁催化剂还原过程中物相变化及对高温费托反应性能的影响，采用SEM（扫描电子显微镜）、EDS（X射线能谱仪）、BET和原位XRD（X射线衍射）对催化剂进行了表征。并在类似工业条件（340℃、2.4MPa、H₂/CO比例为3.8）下，于固定床反应器上评价了费托反应性能。分析了不同升温过程、氢气分压、还原空速和还原时间对高温费托熔铁催化剂物相结构、晶粒尺寸、还原度等的影响。结果表明：起始升温速率影响显著，＞2.4℃/min时容易使催化剂局部温度过高进而还原速率过快，导致α-Fe晶粒快速长大并团聚。氢气分压影响还原度有转折点，＞70%时还原度变化趋势相同；对α-Fe晶粒尺寸的影响表现在低氢分压时更稳定，40h内40%H₂/Ar条件仅增加1nm。高还原空速（10000h^-1）使得还原催化剂表面孔道分布、孔径尺寸更均匀，还原效率及极限还原度更高；而低还原空速（1000~2000h^-1）则使得还原催化剂表/体相结构稳定，晶粒尺寸更稳定，费托合成反应活性高。还原时间在其他条件固定下有最佳值，420℃恒温还原到极限还原度后，α-Fe晶粒尺寸随还原时间延长继续缓慢增长。通过研究获得了适宜的还原条件为：还原升温速率0.4℃/min（200~350℃）~0.8℃/min（＜200℃），空速5000h^-1，还原时间＜30h。