结构助剂SiO2、Al2O3对铁基催化剂浆态床F-T合成性能的影响

采用连续共沉淀与喷雾干燥成型技术相结合的方法制备了微球状Fe/Cu/K/SiO2和Fe/Cu/K/Al2O3催化剂,研究SiO2和Al2O3作为结构助剂对铁基催化剂吸附行为、炭化行为及F-T合成反应性能的影响。表征结果表明,与Al2O3相比较,SiO2抑制了H2的吸附,但促进了CO的吸附,有利于催化剂的炭化。催化剂在260℃、1.5MPa、H2/CO=0.67和2000h-1下的浆态床F-T合成反应评价表明,Fe/Cu/K/SiO2催化剂具有较高的F-T合成活性、高的水煤气变换反应（WGS）活性,且其烃产物选择性明显向高炭数方向偏移,而Fe/Cu/K/Al2O3催化剂则表现出较低的F-T合成活性、低的水煤气变换反应（WGS）活性和高的轻质烃选择性。但Fe/Cu/K/Al2O3催化剂比Fe/Cu/K/SiO2催化剂具有更好的运行稳定性。     

Fischer-Tropsch合成水相副产物中提取丙酮和甲醇工艺的研究

用ASPEN PLUS 11.1软件对Fischer-Tropsch合成水相副产物中提取丙酮和甲醇工艺进行了模拟计算.在不同的条件下,对以水作为萃取溶剂的萃取精馏塔和溶剂回收塔进行了模拟和优化,得出了整个流程的最佳工艺.萃取精馏塔:溶剂和原料的体积比为1.00,采出率为4.56%,回流比为2.00,塔板数为36,在第8块塔板和第18块塔板分别进料溶剂水和原料;原料和溶剂的最佳温度325.15K和328.25 K.溶剂回收塔:采出率为42.10%,回流比1.00,塔板数为19,在第13块塔板进料.在该工艺条件下进行了实验研究,实验结果和模拟计算相吻合,从而验证了模拟结果的可靠性.     

Co/ZrO2/SiO2催化剂上费-托合成反应动力学研究Ⅰ. 反应途径分析

 采用单位键指标-二次指数势(UBI-QEP)方法对模型催化剂Co(0001)晶面进行了费-托(F-T)合成反应的反应能学分析,发现以不含氧的CxHy,s 作为中间体的表面碳化物机理在能量上较为合理,而CH2,s 作为链增长单体的链增长方式是能量上最有利的F-T合成反应途径. 在Co/ZrO2/SiO2催化剂上的非稳态实验研究中发现,在F-T合成的操作温度范围内,H2O的生成是主要的表面O的移去方式; CO解离和表面碳物种Cs加氢可能是F-T合成中的重要速控步骤; 链增长过程是F-T合成反应中较快的基元反应步骤; 甲烷的生成具有多种不同活性的表面前驱体,导致生成的甲烷严重偏离经典的ASF分布规律. 结合F-T合成表面反应的研究结果,初步确定了F-T合成动力学研究中需要考虑的机理模型的范围是以CO解离和表面碳物种Cs加氢为速控步骤,以CH2,s 插入为链增长途径的表面碳化物机理. 该结果缩小了待选动力学模型的范围.     

极性溶剂相费托合成的产物分布特征

在间歇反应釜中研究了极性溶剂中工业铁基催化剂上费托合成的产物分布特点,考察了不同极性溶剂(聚乙二醇400和600,1,4-丁二醇,乙二醇)和非极性溶剂正辛烷,反应条件(温度,进料H2/CO比,反应时间)和操作模式(间歇,半连续)对产物选择性和链增长因子α的影响.结果表明,在所考察的条件下,产物中α-烯烃(除了乙烯)的选...     

H2O在Fe3O4 (111)表面吸附的结构及热力学研究

使用密度泛函理论（GGA/PBE）对H₂O在Fe_tet1-和Fe_oct2-终结Fe₃O₄ (111)表面的吸附行为进行了研究。对于Fe_tet1-终结表面,在1/5 ML覆盖度下,带有氢键的H₂O分子以及异裂解离的结构具有最高的稳定性,而类似水合氢离子的OH₃⁺-OH结构出现在2/5 ML覆盖度下,其次为带有氢键的水的聚合体。这些结果与实验中观测到的现象一致。对于Fe_oct2-终结表面,在1/6 ML覆盖度下,分子态H₂O的吸附是有利的,而在1/3 ML覆盖度下多种吸附形式共存。H₂O吸附在Fe_tet1-终结表面比吸附在Fe_oct2-终结表面热力学上更有利。此外,通过计算局域态密度（LDOS）对吸附机理进行了分析。     

煤经气化制液体燃料及其高温煤气净化研究进展

煤炭是中国最重要的能源.煤炭的有效利用不仅要提高效率,而且要降低污染物和温室气体二氧化碳的排放.相对于传统的煤燃烧利用技术,煤经气化生产各种化学产品被认为是先进的煤洁净利用的重要途径.几乎所有的目前由日趋枯竭的石油资源生产的化学产品,都可经煤气化从合成气转化获得.本文介绍了中国科学院山西煤炭化学研究所近年来在煤经气化制液体燃料及其高温煤气净化方面的研究进展,主要包括煤的灰熔聚流化床气化、高温气体净化、浆态床反应器铁基催化剂费托合成、低碳醇合成以及一步法二甲醚合成等技术.     

费托合成鼓泡浆态床反应器模型化研究

建立了费托合成鼓泡浆态床反应器双泡模型,通过模型对比的方法模拟讨论了多个反应器模型,双泡模型、全混模型以及多级串联模型,对比模拟讨论了费托合成反应各模型的适用性。模拟结果说明,全混模型适用于费托合成动力学行为的考察模拟;多级串联模型在一定的级数下能够近似模拟鼓泡浆态床中费托合成反应结果,更适用于探讨返混对费托合成反应行为的影响;双泡模型能够描述鼓泡浆态床中流体力学对反应的影响。     

Cu-Mn-Si催化剂在环己醇脱氢和糠醛加氢耦合反应中的研究:沉淀pH值和焙烧温度的影响

采用共沉淀法制备了Cu-Mn-Si催化剂,并将其应用于常压气相环己醇脱氢和糠醛加氢耦合反应中,考察了沉淀pH值和焙烧温度对耦合反应的影响。沉淀pH值对糠醛加氢制2 甲基呋喃反应影响不大,但对环己酮的选择性影响较大。pH值在7.5~10.0制备的催化剂具有优良的反应性能。焙烧温度的提高,导致催化剂的比表面积减小,孔径变大,铜的比表面积下降,还原温度提高。在耦合一体化反应中,环己醇脱氢制备环己酮反应受焙烧温度影响不大,但糠醛转化率和2 甲基呋喃选择性随着焙烧温度的提高而减小。     

新型流化床气溶胶发生装置及其特性

根据气固流态化原理,设计了一种实用新颖的流化床气溶胶发生装置.该气溶胶发生装置可以稳定地输出高粒子数浓度、空气动力学直径小于10 μm的气溶胶颗粒物.应用该装置对燃煤电站锅炉电除尘器粉煤灰进行了气溶胶化实验.实验表明,通过改变流化气体(氮气)流量、待气溶胶化的粉煤灰和青铜珠床料组成的混合物料的给料速率以及流化床床层物料中飞灰的掺混质量比,可以调节流化床气溶胶发生装置输出的飞灰粒子数浓度.测试结果表明:飞灰粒子数浓度呈双峰分布,2个峰值分别位于空气动力学直径为0.01～0.1 μm和0.1～10 μm的范围内;飞灰质量浓度随着颗粒粒径的增大而增加.     

吡啶在H-MOR分子筛孔道中吸附的量子化学研究

 用24T模型和两种ONIOM2方法(QM/QM和QM/MM)研究了杂原子H-AlMOR和H-BMOR分子筛的结构、酸性及其对吡啶的吸附性能. 吸附热以及分子筛的几何结构和电子结构数据表明, H-BMOR的B酸性远远弱于H-AlMOR, 因此二者可分别应用于对酸性要求不同的催化反应. 采用QM/QM计算得到的吡啶在H-AlMOR上的吸附热(219.3 kJ/mol)与实验结果(200 kJ/mol)比较接近. QM/QM方法尽管耗时较多,但能得到更精确的结果,而QM/MM方法可用于定性研究及对模型结构的初步预测. 吸附复合物的结构参数及红外振动频率等数据表明,吡啶在两种分子筛上吸附时均发生了质子转移,生成PyH+…ZeO-离子对. 此外,吸附复合物中还存在多重氢键作用.