浆态床反应器中甲醇合成反应的数学模拟

为了对低温液相甲醇合成反应的模试及进一步的工业应用提供一定的预测和参考,用搅拌釜中得出的低温液相甲醇合成反应的动力学方程,经过合理的反应器模型假设,对低温甲醇合成鼓泡浆态床反应器进行了数学模拟,其中的非线性常微分方程组,采用变步长四阶Runge-Kutta法进行数值计算,结果表明,模试操作条件下对CO转化率和H2转化率的模拟计算结果与实际的模模试值的误差分别为13％和4％,模拟结果与模试实验结果比较相符;对不同条件下的反应速率和转化率进行了模拟预测。     

邻二甲苯液相氧化简化反应模型

本文提出了邻二甲苯液相氧化的简化串联一级反应模型。由该模型出发,导出间歇操作及连续操作下的反应收率、转化率及选择性的解析式。该式能较好地关联在鼓泡反应器、鼓泡搅拌釜式反应器中所得的154组宏观动力学试验数据,当用于选择适宜反应条件及验算φ400mm、φ800mm鼓泡塔装置的结果时均能得到令人满意的结果。文中指出,在这一反应过程中传质条件的不同并不影响选择性。本模型及关联式可适用于工业放大实际过程。     

沉淀铁催化剂在F-T合成中的研究与应用进展*

F-T合成是煤间接液化的关键工艺步骤,选择鼓泡浆态床反应器和廉价高效的铁催化剂是实现低氢碳比的煤基合成气转化的最为现实有效的产业化途径.本文对近年来国内外F-T合成技术发展进行了评述,着重介绍了用于浆态床反应器的沉淀铁催化剂的制备化学、成型方法、活性相组成、预处理条件及诸因素对F-T合成性能与工艺的影响,指出并展望了该类催化剂今后腞&D趋势与方向.     

鼓泡浆态反应器中低温甲醇合成的探索

为了开发低温液相甲醇合成新工艺，使用CuCr／CH3ONa催化体系，在直径40mm的鼓泡浆液反应器中考察了低温甲醇合成的反应性能。鼓泡浆液反应器使用的浆液由铜铬催化剂、甲醇钠溶液、乳化剂OP-10和液相介质二甲苯组成。实验结果表明在90℃～110℃、4．8MPa和操作气速0．2cm／s下，前9h的CO平均转化率达到78％。甲醇是反应的主要产物。与搅拌釜中的实验结果比较，鼓泡浆液反应器的反应效率为搅拌釜的80％。这是由于甲醇钠的消耗和乳化剂的负效应所致。实验结果示范了鼓泡浆态反应器中低温甲醇合成的可行性。     

工业原料铁制备浆态床FT合成用的Fe-Cu-K-Si催化剂的探索

费托合成技术是公认的将煤基合成气转化为液体燃料和化工原料的重要技术途径。虽然固定床费托合成技术从五十年代起已经工业运转，但是浆态床费托合成技术由于其传热性能好，可直接使用第二代气化炉生产的富CO合成气，反应器结构简单，单台反应器生产能力大，开工率高，产品结构合理，     

浆态床合成二甲醚复合催化剂失活原因探索

在反应温度260℃、压力5.0MPa的条件下,对浆态床反应器中二甲醚合成复合催化剂的失活规律进行了研究。结果表明, Cu基催化剂失活较快是导致浆态床二甲醚合成催化剂不稳定的主要原因。通过分析Cu基催化剂在浆态床反应器和固定床反应器中的活性变化规律,发现在浆态床反应器中不能及时导出反应体系的H2O对催化剂的毒副作用导致了浆态床Cu基催化剂快速失活。对失活催化剂进行的TPR、XRD和SEM EDS表征结果可以看出,Cu粒子的长大和积炭是Cu基催化剂失活的重要原因,与已有文献报道不同的是并未发现明显的Cu元素流失。     

浆态床合成二甲醚复合催化剂失活原因探索

在反应温度260 ℃、压力5.0 MPa的条件下,对浆态床反应器中二甲醚合成复合催化剂的失活规律进行了研究.结果表明,Cu基催化剂失活较快是导致浆态床二甲醚合成催化剂不稳定的主要原因.通过分析Cu基催化剂在浆态床反应器和固定床反应器中的活性变化规律,发现在浆态床反应器中不能及时导出反应体系的H2O对催化剂的毒副作用导致了浆态床Cu基催化剂快速失活.对失活催化剂进行的TPR、XRD和SEM-EDS表征结果可以看出,Cu粒子的长大和积炭是Cu基催化剂失活的重要原因,与已有文献报道不同的是并未发现明显的Cu元素流失.     

浆态床反应器中相含率及粒径分布的研究

以空气－水－石英砂体系为对象，研究了费托合成浆态床反应器中表观气速、平均淤浆浓度、床层轴向位置等因素对气含率、固体浓度轴向分布和粒径分布的影响，并通过实验得出了气含率与操作变量之间的关联式。     

鼓泡浆态床费托合成（FTS）的模拟：数值分析

建立了浆态床反应器模型,该模型考虑了气相、液相的轴向分散及催化剂沿床层的非均匀分布。通过与Ｒｈｅｉｎｐｒｅｕｓｅｎ－Ｋｏｐｐｅｒｓ示范厂文献实验数据的对比,检验了模型的有效性。依据模型,计算分析了反应物、产物的浓度分布,气液两相的Ｈ２／ＣＯ变化及ＦＴＳ与ＷＧＳ对合成气转化的贡献。模拟结果给出了浆态床为何能够利用贫氢合成气的合理解释     

浆态反应器中铁／活性炭催化剂上还原研究

众所周知，费托合成（Fischer-Tropsch synthesis,FTS)反应是一个有理论与应用价值的研究课题。数十年来，学者们已发现了铁系，钴系和钌系等具有优良FTS反应性能的催化剂体系，铁／活性炭（Fe/Activated Carbon,AC)催化剂是中国科学院大连化学物理研究所八十年代末开发的一类费托合成催化剂，由于活性炭载体发达的孔结构使得该催化剂上FTS反应产物中汽油，柴油选择性高（烃类碳数小于20）和油收率大（C5^ ,112g/m^3 sysgaa)^[1,2]，具有工业放大前景。本文采用1L浆态床反应器，应用不同的还原方法（原位高压还原和反应器外还原）和XRD物相表征手段，了铁／活性炭催化剂在浆态床中的还原与反应问题，得到了一些有用的信息。     

使用微观动力学模型优化浆态床合成二甲醚

以合成气为原料，采用Cu-Zn-A l和γ-Al2O3构成的双功能催化剂，对使用浆态床一步法合成二甲醚的系统进行模拟研究。液固两相为全混流，气相为活塞流，组分方程使用四阶精度的Runge-Kutta法并结合C++编程进行求解，通过模拟计算，讨论了压力、温度、催化剂浓度对反应转化率、收率以及DME的选择性的影响，从而寻找合适的反应参数，为工业反应器放大设计和优化操作提供依据。     

Mathematical modeling of a slurry reactor for DME direct synthesis from syngas

In this paper,an axial dispersion mathematical model is developed to simulate a three-phase slurry bubble column reactor for direct synthesis of dimethyl ether(DME) from syngas.This large-scale reactor is modeled using mass and energy balances,catalyst sedimentation andsingle-bubble as well as two-bubbles class flow hydrodynamics.A comparison between the two hydrodynamic models through pilot plantexperimental data from the literature shows that heterogeneous two-bubbles flow model is in better agreement with the experimental data thanhomogeneous single-bubble gas flow model.Also,by investigating the heterogeneous gas flow and axial dispersion model for small bubblesas well as the large bubbles and slurry(i.e.including paraffins and the catalyst) phase,the temperature profile along the reactor is obtained.Acomparison between isothermal and non-isothermal reactors reveals no obvious performance difference between them.The optimum values ofreactor diameter and height were obtained at 7 m and 50 m,respectively.The effects of operating variables on the axial catalyst distribution,DME productivity and CO conversion are also investigated in this research.     

Modeling of Fischer-Tropsch Synthesis in a Slurry Reactor with Water Permeable Membrane

Fischer-Tropsch synthesis is an important chemical process for the production of liquid fuels and olefins. In recent years, the abundant availability of natural gas and the increasing demand of olefins, diesel, and waxes have led to a high interest to further develop this process. A mathematical model of a slurry membrane reactor used for syngas polymerization was developed to simulate and compare the maximum yields and operating conditions in the reactor with that in a conventional slurry reactor. The carbon polymerization was studied from a modeling point of view in a slurry reactor with a water permeable membrane and a conventional slurry reactor. Simulation results show that different parameters affect syngas conversion and carbon product distribution, such as the hydrogen to carbon monoxide ratio, and the membrane parameters such as membrane permeance.     

在Raney Fe催化剂上F-T合成产物的分布和选择性

在浆态相Ｆ－Ｔ合成的连续搅拌釜反应器中,研究了ＲａｎｅｙＦｅ系列催化剂和其它工业铁基催化剂的性能。结果发现,ＲａｎｅｙＦｅ的前驱体对其性能影响很大。由Ａ１／Ｆｅ比为３的合金得到的ＲａｎｅｙＦｅ表现出了良好的活性稳定性,常规条件下ＣＯ的转化接近完全,其较大的中孔分布可能对初级产物的扩散限制较小,因而生成的２－烯烃和异构烃就少。也比较分析了催化剂固载量和粒度对ＲａｎｅｙＦｅ上的烷烃选择性的影响。此外,从产物分布的规律来看,在ＲａｎｃｙＦｅ催化剂上以生成高碳数烷烃和低碳数烯烃为主。     

Fischer-Tropsch synthesis over cobalt catalysts supported on modified SiO2 with mesoporous silica

SiO₂ was modified by hexagonal mesoporous silica to form a mixture with meso-/macroporous sizes and used as support of Co catalysts for Fischer-Tropsch synthesis in a slurry phase. A synergistic effect on the activity of Co catalyst was found. The catalytic properties are related to the state of surface Co and the character of support.     

固定床F-T合成反应器的稳态和动态行为特性 I.数学模型及其数值计算方法(英文)

讨论了固定床反应器模型的建立过程和工作步骤,确定固定床Ｆ－Ｔ合成反应器用非均相二维模型来描述。总结评价了固定床反应器模型方程的数值计算方法,确定了固定床Ｆ－Ｔ合成反应器模型方程的数值计算方法。