Effect of Hydrogen or Syngas Addition on Light Alkene Production by the Catalytic Oxidative Cracking of Hexane 氢气/合成气添加对正己烷催化氧化裂解制低碳烯烃反应的影响

 采用0.1%Pt/MgAl2O4催化剂研究了H2或合成气的添加对高碳烷烃模型化合物正己烷氧化裂解制低碳烯烃反应的影响. 添加H2实验中,随n(H2)/n(O2)从0增加到3,产物中COx的选择性迅速由22.4%降到4.3%,低碳烯烃的选择性则从61.5%增加到73.8%,正己烷的转化率从62.0%增加到72.8%. 添加合成气对低碳烯烃和CO选择性的影响与添加H2的影响相同,只是添加合成气时正己烷的转化率下降了6%左右. 添加合成气的正己烷氧化裂解过程可提供组成可调的产物(含有低碳烯烃、H2和CO),可不经分离直接用作加氢甲酰化生产低碳烯烃衍生物过程的原料.     

FCC汽油催化裂解生产低碳烯烃的研究

利用小型固定流化床实验装置研究了催化裂化（FCC）汽油在专门开发的多产低碳烯烃催化剂上的裂解性能。研究表明,反应温度对原料转化率、总低碳烯烃产率的影响最大,剂油比和水油比对低碳烯烃的产率影响较小,而随着重时空速的增大,总低碳烯烃产率略有降低;确定了FCC汽油催化裂解制低碳烯烃的实验室最优反应条件,即反应温度、剂油比、重时空速和水油比分别为660℃、12、15h^-1和0.8。根据反应条件与裂解产物的关系提出了催化裂解反应深度函数,并建立裂解产物产率与催化裂解反应深度函数之间的关联模型。随催化裂解反应深度函数的增加,乙烯产率持续增加,而丙烯和丁烯产率出现最大值,利用此模型可以对产物产率进行预测。     

C5烃催化裂解过程中氢转移反应的研究

对C5烃(正戊烷、1-戊烯)的裂解反应产物进行分析,按照理想正碳离子和自由基反应机理,正戊烷和1-戊烯裂解生成低碳烯烃(C2H4+C3H6+C4H8)的摩尔选择性分别达到50％和100％.但是使用MFI-30分子筛,在650℃反应条件下,正戊烷和1-戊烯催化裂解生成低碳烯烃的摩尔选择性分别为23.41％和56.79％,...     

兖州煤与大庆减压渣油在共处理过程中的相互作用：Ⅱ.甲苯可溶重质产物族组

通过对兖州煤与大庆减压渣油共处理重质产物的组成,分子量及分子量分布的考察,研究了甲苯可溶重质产物组成性质随反应条件的变化规律。结果表明,在较低反应温度（３７５－４２５℃）下,共处理减缓了重质产物中饱和份的转化,同时使树脂和沥青质含量降低;在较高反应温（４５０℃）下,由于煤与渣油的裂解程度增加,共处理与单独处理重质产物中饱和份含量均降为０,共处理重质产物的树脂＋沥青质含量显著增加,共处理使重质产物的分子量增大,且随着反应温度的升高,重质产物的分子量逐渐减小,同时分子量分布逐渐变窄 。     

Experimental study of bio-oil gasification with steam

利用固定床反应器对生物油的水蒸气非催化气化性能进行了实验研究,考察了温度和水蒸气的加入量对气化过程的影响,对气化所得粗合成气的组成分布进行了分析.结果表明,升高温度有利于生物油向合成气转化,1200℃时,生物油的碳转化率可达97.8％,合成气有效成分(H2+CO)的产率可达77％,其中H2/CO摩尔比为1.19;水蒸气的加入可以提高合成气中的H2/CO摩尔比,当S/C(水碳比)=4时,合成气中的H2/CO摩尔比可达3.69,与此同时,水蒸气的加入不利于合成气有效成分产率的提高;生物油气化所得气体为中热值气体.     

减压渣油供氢剂减黏裂化研究

减黏裂化作为一种不生成焦炭的热加工方法主要涉及两类化学反应，裂解反应和缩合反应。裂解反应使减压渣油的平均分子量及其胶团直径变小，改善渣油的倾点和黏度；缩合反应使减压渣油及其中间产物中的芳烃、烯烃等缩合成大分子量产物，产生新的胶核，甚至生成焦炭。常规减黏裂化过程中，这两类化学反应主要与反应温度和反应时间有关。在热作用下渣油中的大分子裂解为H／C原子比相对较高的饱和烃自由基和H／C原子比相对较低的芳香性自由基。后者还可失去自身的环烷氢而使其H／C原子比进一步降低。如果体系中有足量的氢化芳烃存在，那么氢化芳烃分子上的活泼氢就可能转移到芳香性自由基的单电子位，将自由基封闭，从而阻止芳香性自由基之间的相互缩合，抑制使分子长大的缩合反应。如果体系中的氢化芳烃含量不足。则热反应体系中就没有足够的活泼氢将芳香性自由基封闭，芳香性自由基缩合反应的几率较高，造成过早地生焦。这种来自渣油分子自身的活泼氢的化学行为与渣油热反应生焦诱导期有一定关系。     

烟煤与重质油共处理的研究

煤与重质油的共处理是最有希望实现“由煤制油”的第三代煤液化新工艺之一。我国目前炼油厂每年有四、五千万吨石油渣油产出,只有一小部分用作制氢或合成气的生产原料以及生产沥青或石油焦,其余大部分用于工业燃料［１］。如将减压渣油与煤进行共处理,共同提质,提高其...     

Fe－Mn催化剂对F－T合成反应的催化性能Ⅰ．初期反应性能

 在固定床积分反应器中，对Fe－Mn催化剂上F－T合成反应的初期反应性能进行了一系列条件实验，考察了在不同温度、压力、原料气H2／CO比和空速下催化剂的催化性能．结果表明，该催化剂运行200h后，仍显示出较高的催化活性和稳定性，对低碳烯烃和C5＋烃具有较高的选择性，且C5＋烃的时空收率较高．在n（H2）／n（CO）＝1，GHSV＝6000h－1，p＝2．02MPa和θ＝300℃的条件下，CO转化率可达74．1％，总有效烃（C＝2～4＋C5＋）的选择性可达88．6％，甲烷选择性为6．7％，C5＋烃的时空收率为0．54g／（ml·h）．     

加拿大合成原油瓦斯油裂解反应规律与产物生成机理

利用小型固定流化床实验装置研究了加拿大合成原油重瓦斯油(HGO)和轻瓦斯油(LGO)的催化裂解性能和热裂解性能。HGO和LGO催化裂解总低碳烯烃(乙烯+丙烯+丁烯)产率在660℃附近达到最大值,分别为33.8%和35.6%。HGO和LGO热裂解反应程度很大,700℃的转化率分别为66.7%和76.3%。HGO热裂解总低碳烯烃的产率在680℃达到最大值27.9%。通过对比分析催化裂解与热裂解气体产物产率的比值发现,催化剂的加入促进了乙烯和液化气的生成,同时抑制了甲烷和乙烷的生成。研究结果揭示了小分子烃类的生成机理,甲烷和乙烷主要是自由基反应的产物,乙烯和液化气是自由基反应和正碳离子反应的共同产物。     

Fe－Mn催化剂对F－T合成反应的催化性能Ⅱ．中后期反应性能

 采用固定床积分反应器，详细考察了F－T合成反应用Fe－Mn催化剂运行900和1800h后的中后期反应性能．结果表明，该催化剂仍维持着较高的催化活性及稳定性；与初期反应性能相比，运行900h后CH4选择性有明显升高的趋势，运行1800h后CH4选择性进一步升高．运行2200h后，通过降低原料气的H2／CO比和提高反应压力，可明显改善烃产物的选择性．在n（H2）／n（CO）＝0．62，GHSV＝2300h－1，p＝3．02MPa和θ＝283℃的条件下，CO转化率可达75．6％，总有效烃（C＝2～4＋C＋5）的选择性可达89．0％，CH4选择性为5．7％．这表明该催化剂具有良好的可操作性，且特别适合于由煤制合成气制液体燃料和C2～4低碳烯烃，在浆态床反应器中有潜在的应用前景．     

含油污泥的热解特性研究

利用热重 傅里叶变换红外光谱联用仪与管式电阻炉对含油污泥热解特性进行了研究,分析了热解过程及影响因素（污泥性质与升温速率）,并由气体析出特性研究了热解机理。结果表明,热解过程包括水分挥发、轻质油挥发、重质油热解、半焦炭化与矿物质分解五种反应,矿物油反应集中发生在220℃～480℃。污泥性质影响因素中,产生环节最为显著,罐底泥、污水污泥失重明显而落地油泥失重不明显,矿物质组分含量越高,挥发分转化率越低;而污泥的油源基属影响较小。升温速率越大,反应进行的越快,挥发分转化率降低。热解机理包括矿物油含氧官能团裂解,链烃及侧链上的断链,环化、芳构化以及缩合脱氢。     

Catalytic pyrolysis of atmospheric residue on a fluid catalytic cracking catalyst for the production of light olefins

Catalytic pyrolysis of Chinese Daqing atmospheric residue on a commercial fluid catalytic cracking (FCC) catalyst was investigated in a confined fluidized bed reactor. The results show that the commercial FCC catalyst has good capability of cracking atmospheric residue to light olefins. The analysis of gas samples shows that the content of total light olefins in cracked gas is above 80%. The analysis of liquid samples shows that the content of aromatics in liquid samples ranges from 60% to 80%, and it increases with the enhancement of reaction temperature. The yield of total light olefins shows a maximum with the increase of reaction temperature, the weight ratios of catalyst-to-oil and steam-to-oil, respectively. The optimal reaction temperature, the weight ratios of catalyst-to-oil and steam-to-oil are about 650℃, 15 and 0.75, respectively.     

聚乙烯类废弃塑料延迟焦化方法制取燃料油的研究

通过对比废弃塑料（PE）和渣油的热重曲线（TG/DTG）,研究了两者的热解特性,论证了利用延迟焦化方法处理聚乙烯类废弃塑料的理论可行性;同时通过模拟延迟焦化实验,针对性地考察了废弃聚乙烯延迟焦化及废弃聚乙烯与渣油共延迟焦化的反应特性,采用模拟蒸馏方法分析了燃料油产物的成分组成,探讨了废弃聚乙烯延迟焦化方法制取燃料油的生产可行性。结果表明,PE的主要热解温区为350℃~480℃,渣油的为250℃~460℃,两者的热解特性有很大的相似性。PE热解的液体产物中汽油和柴油馏分达到62％,蜡油馏分为38％;PE热解的气相产物为小分子的烃类和氢气。PE与渣油共延迟焦化的液体产物中汽油馏分明显比渣油单独焦化的增加。     

延迟焦化工艺弹丸焦生成的实验研究

以光学结构分析为主要表征手段,在小型焦化装置上,研究了弹丸焦的生成历程,以及原料性质、焦化工艺操作条件对弹丸焦生成的影响,分析了其原因,在此基础上提出了相应的抑制措施。结果表明,弹丸焦成焦历程为:原料→不稳定中间相小球体→镶嵌型中间相→弹丸焦;沥青质残炭之比大于0.5、氢碳原子比小于1.5、胶体稳定性参数小于3.5的焦化原料易生成弹丸焦;不同循环馏分对弹丸焦的抑制效果不同,以焦化重蜡油(420~500℃)的抑制作用最大;通过采取降低反应温度、升高反应压力、增大循环比以及向反应体系中添加一定量四氢萘或催化油浆等措施,可以抑制弹丸焦的生成。     

Catalytic pyrolysis of HDPE in continuous mode over zeolite catalysts in a conical spouted bed reactor

A study has been carried out using HZSM-5, HY and Hβ zeolite-based catalysts in the pyrolysis of high density polyethylene (HDPE) continuously fed into a conical spouted bed reactor (CSBR) at 500 °C and atmospheric pressure, with the aim being to assess the yields and composition of the main products (both light olefins and automotive fuel hydrocarbons). Product streams have been grouped into seven lumps: light olefins (C₂–C₄) and light alkanes (<C₄) in the gas fraction, the liquid fraction consisting of three lumps (non-aromatic C₅–C₁₁ compounds, single-ring aromatics and C₁₁₊ hydrocarbons), wax and coke. The results are compared with those already obtained in thermal pyrolysis in a CSBR and with those obtained in the literature using catalysts in bubbling fluidized beds. HZSM-5 zeolite-based catalyst is very selective to light olefins, ≈58 wt% once equilibrated; whereas high yields of non-aromatic C₅–C₁₁ products (around 45 wt%) are obtained with Hβ and HY zeolite-based catalysts. Wax yield increases as reactions proceed, especially with HY and Hβ zeolite-based catalysts, due to catalyst deactivation by coke formation. Product distribution with the different catalysts and their evolution throughout continuous operation by feeding HDPE is explained according to the different properties of the zeolites used.     

Pyrolysis of waste tire on ZSM-5 zeolite with enhanced catalytic activities

Catalytic copyrolysis of waste tires over ZSM-5 zeolite with lubricant base oil (LBO) was undertaken at 430 °C under nitrogen atmosphere in a batch mode, and the pyrolysis oils were characterized using gas chromatography/mass spectroscopy (GC-MS). By combining with LBO, the ZSM-5 catalyzed pyrolysis system of tires has a sharply enhanced degradation rate. Compared to the pyrolysis without LBO, the liquid yield is increased from 33.6% to 48.0%, while the gas and the residue yields are decreased. In the pyrolysis oils, the content of heavy components is decreased and the content of light oils (n-C ≤ 12) is increased from 77.8%(without LBO) to 83.1%(with LBO); especially, the content of C₁₀ components has a sharp increase. Moreover, the liquid compositions are changed. Particularly, the percentage of limonene increased dramatically from 7.54% for thermal degradation to 13.58%. These results suggest that the enhanced catalytic effects on pyrolysis of tires in the catalytic systems are due to the improved interactions between tires and catalysts with the help of LBO. Therefore, it is possible to improve the process economics of scrap tires by catalytic copyrolysis with LBO, which can not only increase the pyrolysis rate remarkably but also produce high-value oil products.     

CO2化学利用的一条新途径

C02开发利用一直是世界各国大型化工企业异常关注的研究课题，但是，由于C02结构稳定，化学活性差，因而决定了该领域的研究课题难度较大，进展比较缓慢．本文报道了一种利用天然气还原C02制备会成气的最新研究结果，该过程不仅可以为破一化学工业提供廉价原料，从而开辟一条极重要的非石油原料的化学工业路线，而且对减缓全球性温室效应也具有一定的社会意义．1实验日分1·1催化剂制备按表1所列组成，以7－AI。0。、硝酸镍、硝酸镁和稀土硝酸盐为原料，采用常规浸渍法参照文献［‘］制备催化剂．1·Zfffe反应评价催化反应评价采用双套管…     

橄榄石基固体热载体影响褐煤热解产物分布的分析

为了提高固体热载体煤热解工艺中焦油的品质,降低焦油中沸点大于360 ℃的重质组分含量,本实验采用固定床反应器,在450~600 ℃下进行褐煤固体热载体快速热解反应.分析对比了橄榄石基和石英砂固体热载体对褐煤热解产物收率、焦油馏分、气体组成的影响.结果发现,Co能改变煤内部挥发分氢元素的分布,橄榄石负载Co热载体能将焦油中重质组分转化为轻质焦油和热解气.热解温度为550 ℃时,与橄榄石相比,负载Co的橄榄石固体热载体使焦油收率提高了19.2%.与石英砂相比,负载Co的橄榄石固体热载体使焦油中重质组分含量降低了17.0%,轻质组分收率达5.1%,其中,轻油、酚油和萘油分别提高了19.6%、17%和15.2%,气体产物中H₂、CH₄含量下降.     

神华煤直接液化残渣热解特性研究

通过热重分析技术考察了神华煤直接液化残渣的热解特性。结果表明,和煤热解相比,在相同条件下残渣热解具有更大的失重率和失重速率。残渣热失重分为三个阶段,在173℃以前为残渣热解第一阶段;从173℃～510℃是残渣热解第二阶段,此阶段为残渣的主要失重阶段;510℃以后是残渣热解的第三阶段,在这个阶段残渣继续失重,此阶段的失重是由于残渣的二次分解和残渣中的矿物质分解造成的。通过比较脱油前后残渣热失重曲线发现,残渣主要失重是由于残渣中重质油、沥青烯以及前沥青烯的热解以及挥发造成的。通过脱灰残渣的热解发现,与原残渣相比,脱灰后残渣的失重量变小,矿物质的分解和残渣中有机组分的缩聚是温度高于649℃以后残渣失重的主要原因。由热解特征参数看出,脱油残渣的初始热解温度、最大失重温度以及剧烈热解终温均高于原煤,说明和原煤相比,脱油后残渣中惰性组分不易热解。与原煤和四氢呋喃脱油渣相比,残渣具有最大的失重速率,这是由于残渣中含有大量重质油、沥青烯以及前沥青烯造成的。