三相床合成气制二甲醚的宏观动力学

在温度220~265℃,压力4.0~6.0 MPa,空速1~2 L/(g.h),气体摩尔分率yH2=0.555 0~0.743 5,yCO=0.214 2~0.371 2,yCO2=0.030 0~0.044 8,搅拌转速1 000 r/min的反应条件下,于500 mL高压搅拌釜中进行了合成气在双功能催化剂上二甲醚合成过程的三相床宏观动力学研究,建立了幂函数型的动力学模型,获得了模型参数,经统计检验和残差分析证实了模型的可靠性。     

三相床中含氮合成气一步法合成二甲醚的工艺条件

研究了在充有惰性液体介质的机械搅拌三相床反应器中含氮合成气一步法合成二甲醚的工艺条件,催化剂是由甲醇合成催化剂与甲醇脱水催化剂均匀混合组成的双功能催化剂,粒度为0.15～0.18mm。在温度220～260°C、压力3～7MPa、空速800～2000mL/(g·h)条件下考察了温度、压力、空速及搅拌转速对CO转化率及二甲醚选择性的影响,结果表明240～260°C、7MPa及1000mL/(g·h)是合成二甲醚较佳的反应条件。实验还考察了催化剂含量及气体组成对反应的影响,结果表明H2/CO高时CO转化率较高。     

合成气一步法制二甲醚三相床反应器的数学模型

应用实验所得动力学数据，以CO和CO2加氢合成甲醇，甲醇脱水制二甲醚为独立反应，以CO，CO2和DME为关键组分建立三相床淤浆反应器的数学模型，通过计算典型工况下年产3万吨二甲醚反应器，得到了反应器的工艺与设备设计参数，讨论了操作条件对床层颗粒轴向分布，反应器高度，二甲醚反应结果的影响。     

三相淤浆床甲醇合成反应器的数学模拟

应用三相淤浆床反应器流体力学和甲醇合成基础数据,以ＣＯ、ＣＯ２加氢合成甲醇为独立反应,以ＣＯ、ＣＯ２为关键组分建立三相淤浆床甲醇合成反应器数学模型。通过计算,得到反应组分沿淤浆床高的分布和有关的设计,操作参烽,并分析了反应器的操作适应性。     

CO_2加H_2在三相床中一步法制二甲醚

采用甲醇合成 C30 2催化剂与甲醇脱水 CM- 3- 1催化剂组成的复合催化剂 ,在高压机械搅拌反应釜中进行了 CO2 加 H2 一步法合成二甲醚的研究 ,使用 CO2 ∶ H2 =1∶ 3(V∶ V)的原料气考察了温度、压力对反应转化率与各产物选择性的影响。     

催化剂失活反应动力学的研究

讨论了催化剂失活机理,概述了常见的催化剂失活反应的速率方程表达式.并且列举了各种活性曲线与催化剂独立失活时不同失活级数的失活方程式.     

CO2加H2在三相床中一步法制二甲醚

采用甲醇合成C302催化剂与甲醇脱水CM－3－1催化剂组成的复合催化剂,在高压机械搅拌反应釜中进行了CO2加H2一步法合成二甲醚的研究,使用CO2：H2＝1：3（V：V）的原料气考察了温度、压力对反应转化率与各产物选择性的影响。     

双功能混合催化剂上含氮合成气直接制取二甲醚的宏观动力学

在温度220～260°C,压力5MPa,转筐转速2600r/min,空速1000～2000mL/(g·h)条件下,建立了工业级双功能混合催化剂上含氮合成气直接制二甲醚的宏观动力学模型,并获得了模型参数。统计检验和残差分析表明模型可靠。根据获得的宏观动力学及本征动力学的模拟计算,比较了两模型下温度及含氮量对反应的影响。由于含氮量影响反应组分的分压,进而影响CO的转化率,还通过影响反应组分在催化剂颗粒内的内扩散来影响产物的选择性,但总的结果是内扩散的存在减弱了催化剂的协同效应。     

合成气直接合成二甲醚与甲醇的热力学分析

确定了合成气直接合成二甲醚与甲醇的复合反应体系独立方程数,并进行了热力学计算与分析,计算了不同初始组成、温度、压力下复合反应体系的平衡组成及平衡条件下二甲醚与甲醇的选择率。     

淤浆床二甲醚合成反应器气含率

在淤浆床反应器中,考察了表观气速、催化剂同含率、液体种类对气含率的影响。结果表明：气含率随着表观气速的增加而增加。在空气-水体系中的气含率略大于空气-医用液体石蜡油-催化剂体系的气含率。并推测了经验气含率关联式。     

硅铝配比对浆态床一步法制二甲醚的催化剂性能影响

采用分步沉淀法,以TEOS(正硅酸乙酯)为硅源制备了Cu-Zn-Si-Al双功能浆状催化剂。用XRD,TPR,NH3-TPD-MS等表征手段对催化剂结构性能进行了分析。结果表明,不同硅铝配比对催化剂性能有较大影响,随硅铝摩尔比增加,催化剂的还原性能增强;当硅铝摩尔比为1∶1时,催化剂具有最佳的催化性能。经分析认为,催化剂分散性能及催化剂中弱酸位的多少是影响其活性的主要因素。     

合成二甲醚催化剂C207-HZSM-5的研究

采用共沉淀沉积法制备了一种适用于富碳合成气一步法合成二甲醚(DME)的高活性催化剂C207-HZSM-5。考察了催化剂配比、还原条件、反应温度等对催化剂性能的影响,并采用程度升温还原(TPR)方法及XRD表征,对催化剂的还原性能及催化剂氧化态、还原态、反应后的物相结构进行了分析。结果表明,还原时,低升温速率有利于催化剂活性的提高。在p=3MPa、T=280℃、空速为3000mL/(g·h)条件下,CO转化率为66.03%,DME收率为45.5%,接近其热力学平衡值。结合活性评价结果及不同还原温度下的XRD结果得出,Cu+是催化剂的主要活性物种。TPR结果表明,还原分两步进行,即165℃处的Cu2+还原至Cu+过程,和175℃处的少量的Cu+还原至Cu0过程。     

管壳型固定床二甲醚合成反应器的数学模拟

对管壳型固定床二甲醚合成反应器进行了数学模拟。选取CO、CO2加氢合成甲醇、甲醇脱水生成二甲醚反应为独立反应,CO、CO2和二甲醚为关键组分,建立了管壳型固定床二甲醚合成反应器的一维拟均相数学模型,得到了管内各组分气体浓度和温度分布;讨论了不同操作条件对二甲醚合成的影响。     

生物质合成气一步法合成二甲醚CuZnFeZr/HZSM-5催化剂的研究

以玉米秸秆热解气化所产生的生物质合成气为原料,研究了一系列催化剂的催化性能,其中优选出的CuZnFeZr/HZSM-5催化剂显示了较高的原料气CO转化率以及目标产物二甲醚的选择性.同时系统研究了温度、压力、空速等反应条件对于该反应的影响.通过实验优化得到适合该催化剂的反应条件为:反应温度260～270℃、反应压力约3.0 MPa,合成气空速为1500 h-1.     

甲醇气相脱水制二甲醚自热型与均温型反应器模拟设计

根据甲醇气相脱水制二甲醚反应的特点,提出自热型与均温型两类新型二甲醚反应器;设计了两类反应器的结构、尺寸、操作条件;考察了反应条件变化对操作结果的影响;将这两类反应器与现用的绝热型反应器进行了比较。