利用甲醇催化重整回收中低温余热的研究

针对大量中低温余热资源的有效利用问题,提出利用甲醇及其水溶液催化重整技术来回收这些余热资源,并对甲醇及其水溶液催化重整形成含有H2,CO,CO2,CH4,C2H4等小分子气体的特性进行了试验研究。所采用的催化剂为铜基催化剂,反应温度控制在500℃以下,甲醇与水的物质的量比为1∶0和1∶1。试验结果表明,在催化剂的作用下,甲醇及其水溶液在较低的温度下就可以发生催化重整反应,其分解率随温度的升高而增加,当温度达到450℃时,分解已经基本完成。对反应的吸热量分析结果表明,分解后可以使甲醇的热值提高约20%。文章同时对不同行业的使用前景进行了分析。     

催化重整反应加氢对预混气火焰传播速度的影响

根据“驻定火焰法”基本原理，利用对冲火焰实验装置系统测量了甲烷与少量氢气预混气的火焰传播速度。结果表明，与纯甲烷时相经，含氢条件下的火焰传播速度有了明显的提高。实验氢气是甲烷与水蒸汽在催化重整反应中产生的。这说明，催化剂的存在使得掺水燃料或乳化油在燃烧的同时产生氢气。氢气的加入提高了混和气的火焰传播速度，改善了燃烧过程。这项技术在实践中有着重要意义。还对实验条件进行了数值模拟和计算，计算结果与实验结果符合较好。     

降低氢纯度提高PSA氢气回收率的可行性探讨

变压吸附(PSA)作为一种有效的气体分离与净化技术,具有工艺装置操作灵活、自动化程度高等优点,但通过变压吸附的方式回收氢气会存在一定的氢气损失,其损失主要在吸附剂的再生阶段。降低氢纯度提高PSA氢气回收率通过延长吸附时间来实现,延长吸附时间则单位时间内再生次数减少,再生过程损失的氢气减少,氢气回收率提高,但存在杂质穿透吸附剂中分子筛层的风险,对活性炭层影响较小。根据用氢装置对氢气纯度和杂质情况的要求,在不追求氢气高纯度的情况下,通过降低氢纯度提高氢气回收率在一定程度上可以实现,理论上吸附剂损失低于多回收氢气产生的经济效益。通过降低氢气纯度的方式提高氢气回收率的优化思路可分为两类,一是兼顾吸附剂分子筛层寿命,控制进入吸附剂的杂质量,如充分利用氢气跨线、增加原料气预处理或增加原料脱CO2设施等方式;二是牺牲部分分子筛层寿命,不再恢复高纯氢的产出,此方法存在吸附剂失去活性的风险,需要综合权衡。     

表面催化重整反应对热棒点燃预混气影响的理论分析

对CH4、水蒸汽和空气的预混气在涂有催化剂的热棒表面的着火进行了计算分析,并与实验结果作对比。实验和计算结果都表明,该催化剂使重整反应能够在较低温度下(200-500C)发生,产生少量H2。由于H2的高反应率和高扩散性对预混气性质育显著影响,大大降低了着火温度。对于改善烃类燃料的掺水燃烧有重要意义。传统的催化燃烧是用贵金属催化剂直接催化氧与燃料间的氧化反应,降低着火温度。与其不同,采用廉价含稀土的镍催化材料,催化燃料与水蒸汽的重整反应,使之在固体表面生成H2,利用H2来改善燃烧,是一种“间接”的催化燃烧。     

生物油-甲醇催化重整制氢的氢产率及碳转化率的研究

采用生物油-甲醇催化重整制氢。在微型固定反应装置上通过正交法试验设计,对生物油甲醇混合比例、反应温度、水碳比、进样流速等因素进行了系统的试验。在选择的最佳反应条件下,氢气产率和碳转化率分别为34.89%及63.34%。     

渣油深度转化提高轻油收率技术的重大进展

目前全球炼油厂工业应用的渣油深度转化技术主要有两种:一是焦化,二是沸腾床加氢裂化。焦化技术最大的问题是把一部分渣油原料变成了石油焦和少量气体;而沸腾床加氢裂化技术的渣油转化率也只有55%～75%,渣油仍未得到高效利用,且装置投资大,操作复杂。所幸的是,现在渣油深度转化提高轻油收率技术有了新进展。沸腾床加氢裂化集成技术——LC-MAX工艺和H-Oil-延迟焦化集成工艺已经开发成功,正在准备工业应用,其中LC-MAX工艺渣油转化率可达80%～90%,并且提高了加工原料的灵活性,降低了反应系统的投资和操作费用。另外,渣油悬浮床加氢裂化技术也取得了突破性进展,正在建设工业装置的有KBR公司的VCC技术、UOP公司的Uniflex技术、Eni公司的EST技术和委内瑞拉国家石油公司的HDHPLUS技术。VCC技术的渣油转化率可达95%;Uniflex技术采用纳米级催化剂,转化率可达90%以上;而EST技术首套工业装置将加工难以转化的乌拉尔原油减压渣油,如果渣油转化率能达到95%,且能长期运转,将是渣油深度转化技术的重大突破。渣油悬浮床加氢裂化技术是当今炼油工业的世界级难题和前沿技术,国家"十二五"规划要求炼油行业到2015年轻油收率从目前的75%左右提高到80%。为此,建议抓紧组织产学研三结合的研发团队,充分发挥国家重点实验室和国家工程研究中心的作用,高度重视渣油悬浮床加氢裂化催化剂的筛选工作。同时,国家有关部门要加大支持和协调力度,确保到2015年取得重大突破。     

提高延迟焦化装置原料适应性及轻质油收率的措施

中小型炼油厂常减压蒸馏装置能力不足,原料油不稳定,品种既多且杂,加之下游缺乏焦化蜡油加工手段,如何提高延迟焦化装置原料适应性以及轻质油收率,是面临的问题之一。工艺流程选择上,采取原料油进换热器换热→原料缓冲罐→两级电脱盐→换热器换热→再换热→分馏塔分馏的方案,采用三级电脱盐工艺;焦化分馏塔兼作常压蒸馏塔,原油在焦化分馏塔内进行闪蒸,以拔出其中的直馏轻组分,同时与焦化反应产物一并分离,使装置具有常压蒸馏装置和焦化装置的双重功能。提出了原料油经换热、脱盐再换热后进焦化分馏塔分馏,采用大循环比操作,以及相应的防结盐、防结焦和提高轻质油收率的措施。运行经验表明,优化原料油换热流程,增加电脱盐部分及循环比的调节,可以使延迟焦化装置对重质原料油、常渣、减渣进料都有很好的适应性;完善分馏系统、吸收稳定系统及大循环比操作,可以提高轻质油收率;相应采用有效的防结盐、结焦措施,可以提高装置的运行稳定性。     

氢在成型前后活性炭上的吸附等温线分析

首先,在温度区间113～293K、压力范围0～12.5MPa,测试氧在成型前后活性炭上的吸附等温线.其次,根据不同温度区域的等量吸附线标绘和Henry定律常数计算等量吸附热和极限吸附热,并通过Ono-Kondo方程对吸附数据进行模型分析.结果表明:等量吸附热的数值与温度有关,成型措施对吸附量的影响较大、对等量吸附热的影响较小,等量吸附热在试验温度范围内的平均值为6.8kJ·mol-1;标定参数后的Ono-Kondo方程预测精度较高.降低储存系统温度可有效缓解动态储氢过程的热效应.     

600MW氢冷发电机氢气纯度下降的原因分析及处理

针对某电厂2号发电机氢气纯度异常下降的问题,对影响氢气纯度的各种因素进行了全面地分析,找出了氢气纯度异常下降的真正原因,彻底地予以解决.     

660 MW氢冷发电机氢气纯度下降的原因分析及处理

发电机氢气纯度是保证冷却效果和通风效率的一个重要指标。针对湖南某厂#2发电机氢气纯度下降过快的问题,通过对影响氢气纯度下降的各种因素的分析,确定了氢气纯度下降的原因,并在检修中彻底予以解决,氢气纯度下降的速率得到有效控制,使发电机补氢量稳定在优良范围内。     

生物油水蒸气催化重整制氢研究进展

氢气作为一种环境友好的清洁能源,人们对它的关注度越来越高。生物油水蒸气催化重整制氢是未来制氢的一种可行性方案。本文综述了近年来生物油水蒸气重整制氢的研究进展。主要从重整制氢反应机理、热力学分析、催化重整催化剂、代表性的重整反应器方面进行讨论,指出催化重整中的主要问题是碳沉积导致催化剂失活。研制高活性、高稳定性、高选择性的催化剂是生物油催化重整制氢的关键。     

催化重整工艺技术发展

自1949年世界第一套铂催化重整装置投产以来,催化重整工艺经历了60余年的发展历程.分析国内外催化重整工艺的现状和未来发展趋势,以及重整催化剂和工艺过程的技术发展.其中,重整催化剂的技术发艘重点是改进催化剂配方,以提供更好的选择性、稳定性和持氯能力,提高液体收率并降低成率.进入21世纪以来,催化重整工艺本质上没有突出地创新和发展,连续重整工艺国产化专利技术的工业应用,以及逆流移动床连续重整工艺是一个亮点.催化重整装置面临的挑战和机遇为来自非常规原油和重(劣)质原油加工的石脑油增多,用更重的原料和更低的氢分压,提高重整汽油质量和氢气收率,并限制汽油中的苯及芳烃含量.连续重整工艺被认为是最有竞争力的原油加工工艺,大力发展芳烃等石油化工行业,加快连续重整工艺国产化,有利于我国催化重整工艺的可持续发展.     

原料氮含量偏高对催化重整装置的影响及对策

青岛石化25×104t/a半再生催化重整装置加工直馏石脑油和加氢焦化石脑油的混合物料,原料中硫、氮含量最大设计值分别为300mg/kg和2mg/kg。但受原料品种变化的影响,其硫含量通常高于400mg/kg,最高时接近900mg/kg;氮含量通常高于3mg/kg,平均为5mg/kg,最高时接近30mg/kg,导致精制后的石脑油氮含量大幅上升。为维持水氯平衡,只能采取提高注氯量操作。过多的氯会与生成的氨结合成氯化铵,在低于337.8℃时生成氯化铵盐。当氯化铵盐进入稳定塔后,会加剧塔盘堵塞,造成装置操作紊乱,无法正常生产。提出以下应对措施:通过提高汽柴油加氢装置的脱氮能力,降低加氢焦化石脑油的氮含量,改善原料油品质;通过更换新型重整预加氢催化剂,提高预加氢的脱氮能力,改善精制油品质;通过对稳定塔进行在线注水洗塔,去除塔内铵盐,恢复稳定塔的正常操作。     

甘油水蒸汽重整制氢研究进展

随着生物柴油的规模化发展,其副产物甘油的高效利用成为影响生物柴油成本和新一代化学品平台工艺开发的重要问题。将甘油转化为氢气符合未来能源对可再生和CO2净零排放的要求,正受到新能源研究领域的密切关注。综述了甘油水蒸汽重整制氢的热力学、反应机理和催化剂的研究现状,对甘油水蒸汽重整未来的发展进行了评述。     

煤油催化重整可燃燃气发生器的试验研究

设计了新型煤油催化重整燃气发生器,在较大油量和较高压力情况下,进行了一系列相关参数的影响试验.试验结果表明:在催化温度较高、头部余气系数保持在0.6-0.8时,其出口燃气温度为400-700℃,可燃气体成分占15%～30%,氢气体积分数最高可达16%,从而可为超燃冲压发动机提供良好的高温含氢可燃燃气,有利于超燃室内的点火和稳定燃烧.     

超燃模型发动机中引入催化重整燃气的试验研究

催化重整燃烧室能够产生氢体积分数高达16%的高温富油可燃燃气,所产生的可燃燃气从后支板供入到超燃模型发动机中,进行了直连式联调试验.在相同超音速来流状态下,与不通入可燃燃气的两种工况进行了压力、出口火焰形貌和壁面温度的对比,发现可燃燃气的加入能够在几乎不加入高压气堵情况下迅速着火,并能维持住稳定的超音速燃烧,在富油恶劣状态下,燃烧良好.结果表明,催化重整可燃成分在超燃模型发动机中起到了助燃和稳定燃烧的作用.     

蓄热式催化蒸汽重整氢气发生器中蓄热体数值分析

利用数值计算对蓄热体的换热进行分析，给出影响蓄热体换热的因素，进行优化设计，得到了更合理的结果．根据优化设计，提出了重整器运行的建议参数，包括换向时间、比表面积、陶瓷载体导热系数和陶瓷密度及其比热．计算表明，增加比表面积，可以提高蓄热体的蓄热能力并提高余热回收率．同时，计算表明，对于蓄热式催化重整器而言，燃料与水蒸汽的流动方向应采用与热烟气相同的流动方向。     

乙醇重整制氢催化剂的国内研究进展

制氢技术是发展燃料电池的关键技术之一,而目前研究较多且具有良好应用前景的制氢技术是乙醇水蒸气重整制氢法制氢。综述了国内水蒸气重整法、部分氧化法、氧化重整法等乙醇重整制氢法的研究进展,同时综述了乙醇水蒸气重整制氢催化剂助剂、载体的研究进展。指出了在较低温度下以高转化率、低C0选择性、高氢气选择性制氢是乙醇制氢技术研究的方向。     

Hydrogen Production from Carbonaceous Solid Wastes by Steam Reforming

Abstract

In this study, gas and liquid fuels from biomass by steam reforming were investigated. The steam reforming process provides the opportunity to convert renewable biomass materials into clean fuel gases or synthesis gases. Synthesis gas includes mainly hydrogen and carbon monoxide which is also called as syngas (H₂ + CO). Bio-syngas is a gas rich in CO and H₂ obtained by gasification of biomass. The aim of Fischer-Tropsch Synthesis (FTS) is synthesis of long-chain hydrocarbons from CO and H₂ gas mixture. The products from FTS are mainly aliphatic straight-chain hydrocarbons (C_xH_y). The distribution of the products depends on the catalyst and the process parameters such as temperature, pressure, and residence time. Typical operation conditions for the FTS are a temperature range of 475–625 K and pressures of 15–40 bar, depending on the process.