氮气吹扫和费托合成的脉冲过程以提高α-烯烃的选择性（英文）

费托合成可以将煤炭或者生物质气化得到的合成气转化为α-烯烃等重要的化工产品。研究将费托合成和氮气吹扫操作组合成一脉冲过程,在稳定的操作状态下保证费托合成和氮气吹扫交替进行。在传统的费托合成条件下(反应气速为2 000 h~(-1),温度为497 K,压力为2.0 MPa,氢碳体积比为2.0)考察了Fe-Co催化剂在脉冲过程中费托合成的活性和选择性。结果表明,N_2吹扫温度和压力分别为517 K和0.2 MPa下的费托合成的C_3烯烷比是未脉冲的相同反应条件下的九倍左右。同时,反应过程中CH_4的选择性和CO的转化率有所下降。在此基础上,通过间歇反应在固定床反应器中进行该脉冲过程,实验结果表明,利用脉冲操作在费托反应中可以获得更高的烯烃选择性。     

氮气吹扫和费托合成的脉冲过程以提高α-烯烃的选择性

费托合成可以将煤炭或者生物质气化得到的合成气转化为α-烯烃等重要的化工产品。研究将费托合成和氮气吹扫操作组合成一脉冲过程,在稳定的操作状态下保证费托合成和氮气吹扫交替进行。在传统的费托合成条件下(反应气速为2 000 h^-1,温度为497 K, 压力为 2.0 MPa, 氢碳体积比为2.0)考察了Fe-Co催化剂在脉冲过程中费托合成的活性和选择性。结果表明,N₂吹扫温度和压力分别为517 K和0.2 MPa下的费托合成的C₃烯烷比是未脉冲的相同反应条件下的九倍左右。同时,反应过程中CH₄的选择性和CO的转化率有所下降。在此基础上,通过间歇反应在固定床反应器中进行该脉冲过程,实验结果表明,利用脉冲操作在费托反应中可以获得更高的烯烃选择性。     

费托合成鼓泡浆态床反应器模型化研究

建立了费托合成鼓泡浆态床反应器双泡模型,通过模型对比的方法模拟讨论了多个反应器模型,双泡模型、全混模型以及多级串联模型,对比模拟讨论了费托合成反应各模型的适用性。模拟结果说明,全混模型适用于费托合成动力学行为的考察模拟;多级串联模型在一定的级数下能够近似模拟鼓泡浆态床中费托合成反应结果,更适用于探讨返混对费托合成反应行为的影响;双泡模型能够描述鼓泡浆态床中流体力学对反应的影响。     

合成气催化转化的绿色化学

将Ru催化剂加工到2 4 nm就可以使费托合成的反应温度降低100 ℃而活性却达到传统Ru催化剂(200 ℃)的2～5倍. 这一成果迅速被国内能源公司买断,显示了原创的绿色能源技术在中国生机无限. 本文围绕甲醇、乙醇合成和铁基催化剂上的费托合成等讨论了发展液相低温的合成气转化新化学.     

煤经气化制液体燃料及其高温煤气净化研究进展

煤炭是中国最重要的能源.煤炭的有效利用不仅要提高效率,而且要降低污染物和温室气体二氧化碳的排放.相对于传统的煤燃烧利用技术,煤经气化生产各种化学产品被认为是先进的煤洁净利用的重要途径.几乎所有的目前由日趋枯竭的石油资源生产的化学产品,都可经煤气化从合成气转化获得.本文介绍了中国科学院山西煤炭化学研究所近年来在煤经气化制液体燃料及其高温煤气净化方面的研究进展,主要包括煤的灰熔聚流化床气化、高温气体净化、浆态床反应器铁基催化剂费托合成、低碳醇合成以及一步法二甲醚合成等技术.     

一氧化碳加氢制碳氢化合物反应选择性的调控

合成气（即一氧化碳加氢）催化转化制碳氢化合物的费托合成反应是煤、甲烷和生物质等非油基碳资源间接转化制液体燃料或化学品的关键步骤．在传统的费托合成催化荆上,产物服从Anderson．Schulz．Flory分布,特定产物的选择性差．设计和制备高选择性费托合成催化剂,实现C-C偶联产物选择性的调控,是现代C,化学最具挑战性的课题．本文概述了近年来有关c￡偶联机理方面的理论研究进展,简要总结了影响费托合成产物选择性的几个关键因素,着重阐述了活性金属尺寸及所处微环境对产物选择性和催化：舌性的影响．本文还评述了既具有一氧化碳加氢制高碳烃又具有高碳烃加氢裂解能力的双功能费托合成催化剂体系,并提出通过控制加氢裂解等二次反应控制费托合成产物选择性的新策略．     

费托合成钴基催化剂微观结构研究进展

费托合成可将煤、天然气及生物质等各种非石油含碳资源通过合成气转化为各种油品和精细化学品.钴基催化剂因其水煤气变换反应活性低、费托反应活性高、碳链增长能力高的优良特点,在工业应用和相关科学研究上备受关注.钴基催化剂微观活性位的结构和费托反应过程中催化剂的表面吸附物等都会对F-T合成反应的产物分布以及催化性能有影响.本文分...     

煤炭间接液化:从基础到工业化

中国需要自主发展煤炭间接液化工业化技术,以缓解油品供应的紧张局面,保障经济的可持续发展.近年来中国成功地进行了煤炭间接液化示范厂的运行,掌握了成熟可靠的费托合成催化剂技术和大型合成反应器技术,正在设计和建设百万吨级合成油商业厂.本文简要介绍了国内外煤炭间接液化技术发展状态,评述了我国煤炭间接液化技术在费托合成反应机理、催化剂研制、反应动力学、反应器设计、系统工艺集成、油品加工等方面从基础到工程技术的研究进展,分析了我国建设百万吨级煤炭间接液化商业厂需要解决的关键基础和工程技术问题,并对我国未来煤制油产业化发展的前景以及所面临的挑战与对策进行了展望.     

费托合成铁基催化剂的设计基础:从理论走向实践

煤炭间接液化技术,又称为费托合成过程(是煤气化后经合成气催化转化为液体产品(汽油、柴油、蜡及化工原料等)),可从源头上消除煤中污染源.合成油品中芳香烃类、硫含量远低于欧V标准,可大幅降低油品对环境的污染.同时,费托合成技术也为缓解中国过度依赖石油进口提供了技术保障及市场谈判基础,具有重要的国家安全战略意义.本课题组在费托合成领域进行了20多年持之以恒的研究,走出了一条从基础研究到过程开发、再到工艺放大的系统集成的创新之路.在16万吨示范厂8年长周期稳定运行、充分验证的基础上,神华宁煤400万吨/年商业化装置于2016年12月建成投产.这标志着我国自主费托合成技术的全面领先性,及该技术大规模商业化应用的开始.费托合成工业化的成功应用得益于坚实的基础研究.本文从目前费托合成铁基催化剂的发展现状和存在问题出发,详细介绍了相关理论方法及其在催化剂理性设计,预测铁基催化剂形貌结构、相变以及在评价反应性能中的作用.通过理论计算指导和完善了实验研究,同时实验研究进一步提高了理论工具预测的效率及准确性.本文也对新一代工业费托铁基催化剂开发所面临的问题和挑战,以及理论工具在解决这些问题和挑战方面可能发挥的作用进行了讨论和评述.     

低温高活性熔铁催化剂上的超临界相费托合成反应

在固定床反应器中超临界相条件下研究了熔铁催化剂上的费托合成反应,发现在超临界介质中反应物和产物更容易扩散,较好地抑制了催化剂表面非活性碳的沉积,从而提高了费托合成反应中的CO转化率和烯烃选择性,增加了链增长因子,降低了甲烷选择性.同时,考察了超临界介质、反应温度、压力、H2/CO比和空速等条件对费托合成反应的影响.结果表明,C5-8正构烷烃在催化剂活性温度下都是适宜的超临界介质.当温度和压力都在介质的临界点以上时,介质表现出较好的传质与传热性能,可改善费托合成反应性能.     

UNSUPPORTED PRECIPITATED Fe-Cu-K CATALYSTS USED FOR THE SLURRY FISCHER-TROPSCH SYNTHESIS

lntroducti0nInordertodeveloptheslurn'Fischcr-Tropsch(SFT)technolog}',thccatalystsusedforslunyFischer-TroPschs}vithesisshouldnotonl}'havehighactivity',goodselectivityandlonglife,butalsosatisfy'therequiremcntofliquidphascprocess,suchasthelowviscosityofslunyandacehainamountoft`axformaintainingstead}'operationanddecreasingmasstransferresisboce.Recently,althoughthcrchasbeenrenct"edinterestintheuseofCoasacommercialFTcatalyst,objcctivcofdcvclopingcobaIt-bascdFTcatalystisformethane-dcrivcds\'ngas…     

Zn0.2Zr0.8Ox固溶体催化剂的制备及其催化甲醇合成性能

以Zn(NO3)2·6H2O、Zr(NO3)4·5H2O为原料,Na2CO3为沉淀剂,采用并流共沉淀法制备了一系列不同Zn/Zr摩尔比的双金属氧化物催化剂,其结构经XRD、BET、Raman光谱、TEM和H2-TPR表征。结果表明:Zn0.2Zr0.8Ox催化剂为固溶体结构,比表面积最大达46.2 m^2·g^-1,还原性能良好。以催化CO2加氢合成甲醇为目标反应,对不同Zn/Zr摩尔比的催化剂进行性能测试,并考察了反应温度和反应时间对Zn0.2Zr0.8Ox催化剂性能的影响。结果表明:反应温度250℃、空速GHSV为12000 mL·g^-1h^-1、反应压力2 MPa和H2/CO2(体积比)=3/1时,Zn0.2Zr0.8Ox固溶体催化剂催化活性最高,二氧化碳转化率达到了3.5%、甲醇选择性高达75.4%,甲醇收率达到2.6%,且催化剂能够稳定运行100 h而不失活。     

悬浮床加氢裂化水溶性催化剂的筛选与表征

催化加氢作用, 当金属组分A和组分B浓度分别为 15 μg/g ～ 25 μg/g 和 1100 μg/g～1300 μg/g时催化剂具有较好的催化加氢活性。两元水溶性催化剂硫化后的XPS、XRD和TEM分析结果表明：活性组分经硫化反应后生成了金属硫化物,但组分A硫化率不足50％;组分B易硫化结晶,其晶粒成为组分A的硫化物晶粒或颗粒分散的“载体”,使组分A的硫化物具有较高的分散度,提高了催化剂的加氢活性;A-B双金属水溶性催化剂经硫化反应后所形成的颗粒尺寸在100 nm左右,说明两元金属催化剂在硫化结晶过程中确实存在相互分散和抑制晶粒增长的作用。     

闪蒸分离的低温液相甲醇合成的研究

为了强化传质和反应操作，同时实现反应产物与浆液的分离，使用CuCr/CH3ONa催化体系,在鼓泡浆液反应器(BCSR)、闪蒸塔(FC)和浆液循环泵组成的反应系统（BCSR FC）中考察了低温甲醇合成的反应性能。初始浆液由铜铬催化剂、甲醇钠溶液、乳化剂OP 10和液相介质二甲苯组成。在BCSR:4.2MPa～4.6MPa,110℃～120℃(反应段)100℃～110℃(扩大段),入口气速0.35cm/s～0.40cm/s;FC:0.25MPa～0.40MPa，80℃～90℃,浆液循环量50L/h下, 100h实验期间,合成气转化率、CO转化率和H2转化率分别从最高的71.0％、79.1％和67.5％降到17.8％、35.0%和12.1%。催化体系失活的主要原因是CH3ONa 和MeF反应生成甲酸钠。液体产物由DME 1.23%、甲醇79.52%、MeF 19.25%组成。甲醇＋MeF的选择性大于98％。以系统中催化剂为基准，液体产物的产率则为0.166g/gcat·h; BCSR中CuCr催化剂的液体产物的产率为0.336g/gcat·h。     

掺镁YFeO3固溶体的电导和气敏性能研究

用化学共沉淀法制备了复合氧化物YFeO3镁掺杂固溶体Y1-xMgxFeO3气敏半导体材料,并对其相组成、电导和气敏性能进行了研究。结果表明：Mg2+在YFeO3的A位固溶范围为0糩]x糩0.8;电导测量显示,该p型固溶材料电导突变温度较纯相YFeO3低100℃以上;900℃下灼烧4h所得的Y0.94Mg0.06FeO3粉料制作的元件在257℃时对乙醇灵敏度最高,对4.5*mol/L乙醇的灵敏度高达44;选择性较好,4.5韒ol/LC2H5OH的灵敏度是45*mol/Lpetrol的4.0倍。     

催化动力学分光光度法测定微量铁的研究

在 Na2 HPO4介质中 ,研究了 Fe( )催化 H2 O2 氧化甲基百里酚蓝褪色指示反应及其动力学条件 ,建立了测定痕量铁的新方法。方法的线性范围为 0 .0 2～ 0 .2 5μg/2 5m L,检出限为 0 .0 1 2 μg/2 5m L。用以测定过氧化碳酸钠 ( 2 Na2 CO3· 3H2 O2 )中的铁 ,结果令人满意。     

浆态床中Cu/ZnO/Al_2O_3/ZrO_2+γ-Al_2O_3双功能催化剂一步法合成二甲醚

采用共沉淀法,制备了纤维状CD501甲醇合成催化剂,采用SEM、TEM、XRD和BET等手段对催化剂进行了表征;并将其进一步和γ-Al2O3进行混合,获得了Cu/ZnO/Al2O3/ZrO2+γ-Al2O3双功能催化剂,考察了其在浆态床中一步法合成二甲醚过程的催化特性。结果表明,相比商业催化剂(COM)和LP201催化剂,新型的CD501催化剂具有更大的比表面积和Cu/Zn分散性。对于浆态床中一步法合成二甲醚过程,采用CD501与γ-Al2O3双功能催化剂,相比采用COM或LP201与γ-Al2O3双功能催化剂,CO转化率提高了一倍,且经过270 h测试,CO转化率从61%降至57%,二甲醚时空产率从0.54 g/(g.h)降至0.48 g/(g.h),稳定性显著优于COM催化剂。当反应温度为250℃,压力为4.0 MPa,空速为3 000 mL/(g.h),氢碳比为1.0时,该催化剂应用在浆态床一步法合成二甲醚时,CO转化率为61%,DME时空产率达到0.54 g/(g.h)。     

CO气相合成草酸二乙酯催化剂性能评价

考察了Al2O3载体的类型和形状、活性组分Pd的负载量、活性组分Pd和助催化剂Fe之比对工业原料CO气相催化合成草酸二乙酯(DEO)反应的影响。结果表明,当Pd的负载量为1%～5%、Pd/Fe为0.2～2.0(mol比)、条状α-Al2O3为载体时,催化剂的性能优良,在此条件下,草酸二乙酯的最大收率可达60%, CO转化率可达63%,草酸二乙酯选择性可达98%。     

尿素水解均匀沉淀法制Cu/ZnO/Al2O3甲醇合成催化剂

甲醇是富氯液体，可通过水蒸气重整制氢用于燃料电池的氢源，是最有希望成为燃料电池电动汽车的燃料，目前这方面的研究颇受重视。现代甲醇工业是通过合成气在催化剂作用下反应制得的，所用催化剂主要为Cu／ZnO／Al2O3。为了进一步提高催化剂的性能，近年来关于催化剂制备方法的文献发表较多。吴晓晖等考察了草酸盐胶体法制备Cu／ZnO／Al2O3甲醇合成催化剂的性能，洪中山等用凝胶网格共沉淀法制得Cu／ZnO／Al2O3甲醇合成催化剂，郭宪吉等则考察了添加Mn助剂对Cu／ZnO／Al2O3甲醇合成催化剂的影响。     

Microcalorimetric Adsorption of Alumina Oxide Catalysts for Combination of Ethylbenzene dehydrogenation and carbon Dioxide Shift-reaction

Styrene (STY) is now produced industrially in fairly large quantities by the dehydrogenation of ethylbenzene (EB) using promoted iron oxide catalyst with superheated steam.In this case, small amount of carbon dioxide formed as a by-product was known to inhibit the catalytic activity of commercial catalyst. Recently, there have been some reports which carbon dioxide showed positive effects to promote catalytic activities on the reaction over several catalysts.In this study, we attempted to combine the dehydrogenation of EB to STY with the carbon dioxide shift-reaction. The combine reaction (EB + CO2 → STY + H2O + CO) can be considered as one of the ways of using CO2 resources and can yield simultaneously STY and Carbon oxide.Alumina oxide catalysts such as Al2O3, Na2O/Al2O3 and K2O/Al2O3 were prepared by the usual impregnation method with an aqueous solution of NaNO3 and KNO3, and then calcined at 650℃ for 5 h in a stream of air. The reaction condition is 600℃, flow of CO2 38ml/mon and space velocity (EB) 1.28h-1.