C306催化剂上甲醇合成宏观动力学研究

在内循环无梯度反应器中对C306铜基催化剂甲醇合成反应宏观动力学进行了研究。实验压力为5MPa,反应温度为483.15～523.15K,原料气气体组成与工业生产条件类似,内循环无梯度反应器满足宏观动力学实验要求。实验采用工业原粒度ф5mm×5mm圆柱状催化剂,选取各组成以逸度表示的CO、CO2加氢合成甲醇的Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson型宏观动力学模型,即:rco=-dNCOdw=k1fCOfH22(1-β1)(1+KCOfCO+KCO2fCO2+KH2fH2)3、rCO2=-dNCO2dw=k2fCO2fH32(1-β2)(1+KCOfCO+KCO2fCO2+KH2fH2)4,其中k1=k01exp(-E1/RT)、k2=k02exp(-E2/RT)。根据测定的20套动力学实验数据,运用改进的遗传算法和马夸特算法相结合的方法,通过计算机数值模拟确定动力学参数,其中CO和CO2的指前因子k01、k02分别为379.9和5405.2,活化能E1、E2分别为40605.75J·mol-1和60435.19J·mol-1。残差分析和统计检验表明,动力学模型是适定的。与同等条件下的其它国产催化剂比较表明,催化剂C306低温段的甲醇生成反应速率最高。     

固定床冷却的错流传热

采用挤条型催化剂载体Al2O3和合成氨铁系催化剂为填充物，以空气为介质，在床层被冷却的情况下，研究固定床中内置圆管被冷却的错流传热。被冷却床层中的等温线是以流动方向为长轴的椭圆形曲线，被冷却的区域主要在换热管的后方，其前方几乎没有影响。错流传热过程与流体流动方向密切相关，床层被冷却时，热量传递是逆流体流动方向进行，顺流动方向几乎不发生热量传递。得到了气体雷诺数为10-220，床径／粒径为3～15条件下填充低导热系数颗粒和高导热系数颗粒床层的传热关联式。     

活性点数对煤焦气化速率的评价

在煤焦与二氧化碳气化条件之下,测得了高温时9种煤焦的活性点数.实验研究发现,气化速率与转化率呈火山型曲线关系以及不同煤焦之间气化速率数10倍的差别,都可由煤焦具有活性点数的差异解释.由6种煤焦研究表明,所有煤焦单位活性点数的气化速率遵从如下关系(dx/dt)_(x=0.5)=407exp[-125/(RT)]可统一估价多种煤焦与二氧化碳的气化速率.     

AB-97型分子筛催化剂上苯与乙烯烷基化

在AB-97型分子筛催化剂上对苯/乙烯烷基化制乙苯的重要副产物二甲苯的生成规律进行了系统研究,建立了反应动力学模型。降低温度及乙烯分压可抑制二甲苯的生成,并提出了二甲苯生成的机理。试验证实了结焦过程生成的微量游离氢的存在是生成二甲苯的必要条件。二甲苯生成反应的模拟计算结果与工业生产的结果相吻合,二甲苯的质量分数可控制在0.2％以内     

MoO_3/HZSM-5催化剂上重芳烃加氢脱烷基反应

采用等体积浸渍法制备了不同负载量的MoO3/HZSM-5催化剂,考察了MoO3/HZSM-5催化剂上MoO3负载量和工艺条件对重芳烃(C9+)加氢脱烷基反应的影响;并用X射线衍射、吡啶吸附红外光谱、氨程序升温脱附等技术对催化剂进行了表征。实验结果表明,重芳烃在MoO3/HZSM-5催化剂上的反应性能与HZSM-5分子筛上MoO3的分散状态、催化剂的酸性和酸量及工艺条件有关;当MoO3/HZSM-5催化剂中MoO3的负载量(质量分数)接近15%时,MoO3在HZSM-5分子筛表面呈单层分散。采用15%MoO3/HZSM-5催化剂,在550℃、3.0MPa、重时空速3.62h-1及V(H2)∶V(C9+)=800的反应条件下,重芳烃转化率达55.94%,苯、甲苯、二甲苯(BTX)收率大于50%,BTX总选择性达90%以上。     

热处理设备对制备工业乙苯脱氢催化剂性能影响的考察

比较了在马弗炉、隧道窑和回转炉热处理下的乙苯脱氢工业催化剂的多方面性能,并进行了相应的微观测试.结果表明,回转炉热处理的催化剂在活性上与马弗炉处理的相当,并略优于隧道窑热处理的.原因是回转炉能促进催化剂颗粒的相互混合,有利于热量在催化剂床层中的传递,同时分解产物易扩散至床层表面,通过通风带走.因此,选择适宜的设备有助于催化剂性能的稳定和减小试验室到实际生产的催化剂放大效应.     

高温下煤焦气化反应特性(Ⅰ)灰分熔融对煤焦气化反应的影响

在900～1500℃灰分的熔融温度范围内和常压下,研究了煤焦与二氧化碳的气化反应。实验研究发现,活化能随气化过程而变化,除反应初期外,气化反应严重受内扩散过程的影响。高温下的煤焦气化存在一个特性温度,在该温度下,反应中、后期气化速率显著降低,其影响范围在特性温度上下约200～300℃。特性温度与煤种及灰分性质等因素有关,一般低于其相应灰分的软化点温度。     

径向反应器流体均布设计的研究(Ⅰ)

本研究在实测动量交换系数和穿孔阻力系数的基础上,研究并提出了径向反应器流体均匀合理的设计方法。本文(Ⅰ)就径向反应器流体均布的设计原则、主流道静压的分布、以及径向流体分布的型式和尺寸的选择等三个方面进行了研究和阐述,文中附有计算示例。