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。     

沉淀法CuCr催化剂／CH3ONa体系的浆态相低温甲醇合成性能

以Cu(NO3)2、CrO3和浓氨水为原料,采用并流滴加共沉淀法制备的,CuCr氧化物催化剂与工业甲醇钠溶液组成的催化体系的低温甲醇合成反应性能较好.催化剂制备方法的重复性良好,平均误差在±3%以内.催化剂的空时收率平均误差在±5%内.对使用络合溶液法和共沉淀法制备的CuCr催化剂(包括两种商品催化剂G-89和N203SD)与工业甲醇钠溶液组成的四种催化体系,采用气相连续流动、液相间歇的方法,在1L浆态搅拌釜中评价了它们的反应性能.与其它三种催化体系比较,本文开发的CuCr/CH3ONa催化体系,运转48h后的空时收率最高(0.609g(gcat)-1*h-1).     

沉淀法CuCr催化剂/CH_3ONa体系的浆态相低温甲醇合成性能

以Cu(NO3) 2 、CrO3和浓氨水为原料 ,采用并流滴加共沉淀法制备的 ,CuCr氧化物催化剂与工业甲醇钠溶液组成的催化体系的低温甲醇合成反应性能较好。催化剂制备方法的重复性良好 ,平均误差在± 3 %以内。催化剂的空时收率平均误差在± 5 %内。对使用络合溶液法和共沉淀法制备的CuCr催化剂 (包括两种商品催化剂G 89和N2 0 3SD)与工业甲醇钠溶液组成的四种催化体系 ,采用气相连续流动、液相间歇的方法 ,在 1L浆态搅拌釜中评价了它们的反应性能。与其它三种催化体系比较 ,本文开发的CuCr CH3ONa催化体系 ,运转 4 8h后的空时收率最高( 0 60 9g(gcat) - 1 ·h- 1 )。     

CaO对褐煤在超临界水中制取富氢气体的影响

以褐煤在超临界水中制取富氢气体为目的,利用小型高压间歇反应装置,在Ca/C 摩尔比为0～0.60、温度450℃～680℃、压力23MPa～38MPa和停留1min～30min下,考察了小龙潭褐煤的反应特性。研究表明,CaO不仅可以固定气相中的CO2,提高H2的体积分数,而且可以提高碳转化率和气体产率。600℃、28MPa,Ca/C摩尔比为0.42时,气相产物中的CO2趋于完全固定,H2产率比无添加剂时提高2.5倍,H2体积分数为48％,其余为CH4和烃类气体。升高反应温度使CaO的催化作用更为显著, 碳转化率和气体产率（H2、CH4、烃类气体）随着反应温度的升高而逐渐增加,液相收率减少。增大反应压力可以促使煤转化率和气体产率升高,停留时间对反应的影响相对较小。以900℃热解焦为反应原料进行了气化实验,结果表明,在600℃和650℃反应5min后,碳转化率分别为8.6％和12.5％,CaO对气化反应和甲烷化反应起不同程度的催化作用。     

超临界甲醇中Ce/Cu/Zn/Al催化木质素制备酚类化合物的研究

采用共沉淀法制备Ce/Cu/Zn/Al催化剂,并将其应用于超临界甲醇中木质素的催化液化.考察单因素条件对木质素转化率和生成酚类的影响,得到最佳反应条件:反应温度320℃,反应时间120 min,催化剂用量150 mg,初始压力2 MPa,木质素的转化率达到67.33%,酚类产率达到30.84%.同时,以苯酚及愈创木酚为模型物,比较有无催化剂对液化产物分布或选择性生成的影响. Ce/Cu/Zn/Al催化剂的加入促进了甲醇的重整及其与模型化合物苯酚、愈创木酚的烷基化反应,从而生成了大量的烷基苯酚.     

钨过氧酸盐离子液体催化过氧化氢氧化苯甲醇制苯甲酸

用甲基三辛基氯化铵和钨酸钠一步法合成甲基三辛基季铵钨酸盐离子液体[(CH3)N(n-C8H17)3]2W2O11,以该离子液体为催化剂,在无反应溶剂条件下催化过氧化氢氧化苯甲醇生成苯甲酸。 考察了反应温度、催化剂用量以及氧化剂过氧化氢用量对苯甲酸产率的影响。 确定优化条件：反应温度70 ℃,苯甲醇用量5 mmol,催化剂用量是底物的0.4%(摩尔分数),30%过氧化氢用量2 mL,苯甲醇的转化率可达99%,苯甲酸选择性为98%。 该方法具有反应条件温和、产率高和选择性好的优点。     

两种甲醇水蒸气重整制氢催化剂的研究

对采用共沉淀法制备的CuZnAlO类铜系催化剂和采用水滑石类层柱材料（LDHs）前驱体制备的催化剂在甲醇水蒸气重整制氢反应中的性能进行了研究。对共沉淀法制备的CuZnAlO类铜系催化剂考察了ZrO2助剂的加入对催化剂反应性能的影响，发现Zr的质量分数为10％的催化剂显著提高CuZnAlO催化剂的反应性能。该催化剂的最佳反应条件：0.1 MPa、250 ℃、H2O/MeOH摩尔比1.0～1.3、3.56 h－1。在此反应条件下进行了COPZr2催化剂150 h稳定性实验。结果表明，该催化剂具有很好的反应稳定性。甲醇转化率和氢产率分别约为88％和83％，产物湿基组成中H2和CO的质量分数分别为>63％和0.20％～0.31％。对LDHs前驱体制备的催化剂，进行了70 h反应稳定性实验，结果表明，催化剂虽具有较高的起始活性，但随反应进行，活性有所下降，30?h后基本保持稳定，甲醇转化率和产氢率分别为73％和66％，产物湿基组成中H2和CO的质量分数分别为>55％和0.07%～0.08%。该类催化剂的反应稳定性虽较差，但却可以显著降低产物湿基组成中CO的摩尔分数。对LDHs前驱体制备的催化剂进行XRD和SEM表征结果表明，ZrO2的加入使催化剂中CuO晶粒分散更为均匀，颗粒更细。     

CuCr/CH_3ONa在浆态相低温甲醇合成中的催化性能(英文)

在液相介质为二甲苯、甲醇和液体石蜡,温度100～140℃、压力3．5～4．7MPa的条件下,使用H_2／CO合成气。在1立升搅拌釜内考察了自制的CuCr／甲醇钠催化体系的浆态相低温甲醇合成的反应性能。结果表明,液相介质以二甲苯为佳,CO转化率随压力而升高,温度以120℃为宜。44h的连续运转结果表明,以CO转化率为代表的该催化体系的反应性能基本稳定。     

离子液体催化甲苯选择性羰基化反应合成对甲基苯甲醛

 考察了卤化1-甲基-3-丁基咪唑氯铝酸盐类室温离子液体对甲苯选择性羰基化反应合成对甲基苯甲醛的催化性能. 采用乙腈探针红外光谱法测定了离子液体的酸类型(Brnsted/Lewis酸),并指示了离子液体的Lewis酸强度. 研究了离子液体的酸强度、反应温度、反应时间和CO压力的影响. 结果发现,该类离子液体对甲苯选择性羰基化反应的催化活性明显高于传统的B-L复合液体酸类和固体超强酸类催化剂; 使用离子液体催化剂显著地提高了甲苯选择性羰基化合成对甲基苯甲醛的产率,简化了产物与催化剂的分离. 当控制反应温度为50 ℃, CO压力为4.0 MPa, 反应时间为4 h时, ［bmim］Br/AlCl3催化甲苯的转化率可达96%,目标产物对甲基苯甲醛的产率达86%.     

CuCl/菲咯啉/甲基咪唑催化甲醇/乙醇氧化羰化一步合成碳酸甲乙酯

 研究了CuCl与含氮杂环化合物配体1, 10-菲咯啉(phen)和N-甲基咪唑(NMI)形成的配合物催化剂对甲醇/乙醇氧化羰化一步合成碳酸甲乙酯(MEC)反应的催化活性. 讨论了配体的配比、甲醇和乙醇的相对用量、温度及压力等因素对甲醇和乙醇的转化率及MEC产率的影响. 结果表明,CuCl/phen/NMI原位配合物催化剂对氧化羰化一步合成MEC反应具有较高的催化活性. 配体phen及NMI对反应产物的选择性有明显的调变作用,甲醇和乙醇的配比对产物分布有很大的影响. 在V(MeOH)/V(EtOH)=0.25,c(CuCl)=0.20 mol/L,n(CuCl)∶n(NMI)∶n(phen)=1∶1.25∶1.25,p=2.40 MPa,θ=120 ℃的条件下反应2 h,甲醇的转化率为44.3%,乙醇的转化率为22.3%,MEC的产率为10.4%.     

Ni/Al2O3-SiO2催化剂对C4单烯烃加氢的催化性能

利用XRD、H2 TPR和孔结构的分析对C4馏分加氢催化剂Ni/Al2O3 SiO2进行了表征，在固定床反应器内对催化剂的活性进行了评价，并对加氢机理进行了讨论。结果表明，在Ni/Al2O3 SiO2催化剂表面至少存在两种活性中心，分别由体相NiO和高度分散的NiO还原产生。研制的催化剂对C4馏分加氢具有很高的活性和良好的稳定性，进口温度18.6℃时就可进行加氢，属于低温型加氢催化剂。在 C4单烯烃质量分数为74.85%、加氢压力为2.0MPa~2.7MPa、液时空速为1.0h－1~2.0h－1、氢油体积比为 300~450下，原料中单烯烃转化率在98%以上。催化剂连续运行342h，其活性基本保持不变。     

工业固定床Fe-Cu-K催化剂浆态床F-T合成适应性研究

采用连续搅拌釜式反应器,在接近F-T合成实际工况下考察了工业固定床Fe-Cu-K催化剂浆态床F-T合成反应性能,研究反应温度、压力、原料气空速和氢碳摩尔比等操作参数对催化剂反应活性、产物选择性和稳定性的影响,实验总运转时间达2 500 h;同时采用扫描电镜技术（SEM）对催化剂的抗磨损性能进行了研究,结果表明,操作参数对催化剂的活性、选择性和目标产物产率有较大的影响,工业固定床Fe-Cu-K催化剂具有一定的抗磨损性能,F-T合成烃产物分布合理;催化剂具有较高的稳定性,在589 h的稳定条件运行内,催化剂的失活速率为0.23%/d（以CO转化率的降低计）;在整个运行期间CH4选择性维持在较低的水平。     

连续式超临界水反应器中褐煤制氢过程影响因素的研究

建立了煤处理量为1kg/h的连续式超临界水反应装置并实现稳定运行,考察了反应温度（500℃～650℃）、反应压力(20MPa～30MPa)、水煤浆浓度(20%~50％)以及KOH添加量对小龙潭褐煤在超临界水中连续化制氢的影响。实验结果表明,反应进行20min后连续装置达到稳定运行状态。反应温度和KOH添加量是影响超临界水中褐煤制氢的关键因素。随着反应温度从500℃提高到650℃,氢气的体积分数与产率分别由11%和25mL/g增加到29%和110mL/g。添加0.5%KOH可明显提高碳气化率以及氢气的产率,但随着KOH加入量进一步增加,氢气产率增加的幅度减小。随着压力增加,甲烷产率有升高的趋势,氢气产率变化不大,提高水煤浆的浓度,碳气化率降低。     

高灰煤小型流化床混合气催化气化研究

在内径28mm流化床中,对阳泉高灰煤在碱性催化剂（固碱和黏胶废碱液）作用下进行了混合气（空气/水蒸气）催化气化研究,两种碱性催化剂的适宜添加量均为6％。不加催化剂,气化温度830℃~900℃与900℃～920℃下,气化反应的表观反应级数n分别约为2/3与1/3;有催化剂（3％固碱）时,表观反应级数有两个明显的温度段,在830℃~860℃,催化气化的表观反应级数n=1;在860℃~920℃,催化气化的表观反应级数为n=1/3。     

Ni/Al2O3催化剂上CH4三重整反应-催化剂床层温度分布

在连续流动的固定床反应装置上,考察了Ni/Al2O3催化剂上CH4三重整反应中催化剂床层的温度分布。实验在常压、750℃~950℃、2000h-1~20000h-1下进行,研究了外控炉温、空速和进料组成对催化剂床层温度分布的影响。结果表明,催化剂床层中的温度梯度较甲烷部分氧化反应平缓,在CH4/CO2/H2O/O2=50/12.5/12.5/25（摩尔比）、20000h-1下,催化剂床层中入口处温度比炉温高约80℃,出口处温度与器壁温度相当。空速越低,催化剂床层入口处温度(tmax)与炉温之差Δtmax越小(20000h-1时,Δtmax=80℃;2000h-1时,Δtmax=30℃)。当原料气中不含O2时,催化剂床层入口处没有观测到温度骤升的现象。催化剂床层温度分布出现“低谷”现象,温度最低点(tmin)比炉温低30℃~40℃。根据温度分布曲线,大体可将催化剂床层分为三个区域：富氧区、贫氧区和无氧区。富氧区内只发生燃烧反应,贫氧区内发生重整反应和部分氧化反应,无氧区内只发生重整反应。     

活性炭负载硅钨酸催化合成乙酸正丁酯

以活性炭负载硅钨酸为催化剂,乙酸和正丁醇为原料合成乙酸正丁酯.优化的反应条件如下:在冰乙酸0.253mol、正丁醇0.22mol、催化剂用量为反应物总量的1.5%(质量分数)、反应温度115℃,反应时间为90min的条件下,酯化率可达97.8%.产品纯度>98%,并且催化剂可以多次使用活性没有明显下降.     

浆态床中Cu/ZnO/Al2O3/ZrO2+γ-Al2O3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270h测试,CO转化率从61%降至57%,二甲醚时空产率从0.54g/(g·h)降至0.48g/(g·h),稳定性显著优于COM催化剂。当反应温度为250℃,压力为4.0MPa,空速为3000mL/(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0.54g/(g·h)。     

图像在线测量法研究煤热解过程中的膨胀与收缩特性

采用实时在线图像采集及计算机图像处理技术研究了不同条件下的型煤在热解过程中的膨胀与收缩特性。结果表明，400℃左右时型煤开始发生收缩，400℃～550℃和650℃～800℃是型煤发生收缩的两个高峰阶段，1000℃体积收缩率达32％～44％。型煤的体积收缩大小主要与挥发分和灰分质量分数有关，型煤体积收缩率随着挥发分的增加而线性增大，随着灰分的增加而线性减小。横向、体积收缩率随着型煤密度的增大而减小；最大膨胀率和收缩率与密度成线性关系，随着密度的增大，最大膨胀率增大而收缩率减小。     

一种新型阳离子三硅氧烷表面活性剂的合成及其表面性能

以1,2-环氧-9癸烯(ED)和1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷(MDHM)为原料,在氯铂酸催化下,经硅氢加成反应先制得烷基环氧基三硅氧烷(AETS),再将AETS与二乙醇胺(DEA)进行开环反应合成了一种新型阳离子三硅氧烷表面活性剂(CTSS)。 通过IR和1H NMR对CTSS的结构进行了表征,测定了CTSS的表面张力、润湿性和对pH值的稳定性。 同时对AETS及CTSS的合成条件进行了优化,优化后的工艺条件为:合成AETS的最佳条件为n(ED)∶n(MDHM)(n为物质的量)为1.1∶1,催化剂用量为n(MDHM)的0.075%,反应时间为5 h,反应温度为80 ℃;合成CTSS的最佳条件为n(AETS)∶n(DEA)=1∶1.05,反应时间3 h,反应温度80 ℃。 性能测试结果表明,CTSS在临界胶束浓度(CMC)为1.3×10-3 mol/L时,可以将水的表面张力降低至20.0 mN/m,同时具有良好的润湿性,另外,CTSS在pH值为6.5~8.0时稳定存在。