焦油裂解反应对循环灰催化作用的影响

以循环床锅炉循环灰为热载体、部分气化产生的半焦为锅炉燃料的煤的部分气化技术中,循环灰对降低焦油产率、提高煤气产率是有利的。以焦油的两种主要组份苯和甲苯为对象,用固定床反应器实验研究了焦油裂解过程中反应对一种烟煤形成的循环灰的催化活性的影响,测定了该种循环灰的失活系数,探讨了失活机理。实验结果表明,随着积碳量的增加,循环灰的比表面积和空隙率减小,裂解反应速率下降,裂解产物中碳产率增加。     

焦油裂解时氧化钙失活的活性再生特性研究

在固定床反应器上,以焦油的两种主要组份苯和甲苯为对象,对氧化钙失活后通过燃烧实验研究其催化活性的再生特性,测定了再生氧化钙条件下的裂解反应动力学参数．实验结果表明,通过空气条件下燃烧,氧化钙的活性得到部分再生,相同温度下,再生条件下气态裂解产物减少．     

一种循环灰积碳失活后活性再生特性研究

为解决焦油裂解中流化床气化技术的问题,以焦油的两种主要组份苯和甲苯为对象,利用固定床反应器对一种烟煤形成的循环灰失活后通过燃烧其催化活性的再生特性进行了实验研究,测定了再生循环灰条件下的裂解反应动力学参数。实验结果表明,通过空气条件下燃烧,循环灰的活性得到完全再生,再生前后气态裂解产物变化很小。该结果对循环床气化具有重要的指导意义。     

镍基催化剂上焦油组分裂解反应研究

以甲苯为煤焦油模型化合物,研究了镍基催化剂对焦油组分催化裂解反应特性的影响.采用浸渍和分步浸渍的方法制备了Ni/Al2O3和Ni/MgO-Al2O3两个系列镍基催化剂,考察了催化剂组成(Ni含量、MgO含量)、反应条件(温度、空速、水蒸气含量)对焦油组分催化转化的影响.结果表明:Ni含量在0.2％左右时,Ni/Al2O3具有较高的催化活性,催化剂的活性随着Ni含量的继续增加而下降,作为助催化剂的MgO可以减少催化剂表面积炭.高温有利于H2和CO的生成,但不利于CH4的生成.水/甲苯比是影响焦油催化裂解的重要因素,较高水/甲苯比有利于H2的产生,而不利于CO和CH4的生成.     

一种循环床循环灰条件下焦油组分的催化裂解

以循环流化床锅炉循环灰为热载体、部分气化产生的半焦为锅炉燃料的煤的部分气化技术中,降低焦油产率、提高煤气产率是一个关键。在固定床反应器实验台上实验研究了一种循环流化床锅炉循环灰条件下焦油的两种主要组分苯和甲苯的催化裂解反应特性,测定了裂解反应动力学参数,探讨了循环灰的催化机理,实验结果表明,与石英砂条件下相比,循环灰极大地促进了焦油的裂解程度,气态裂解产物总量提高。     

微波辐射下柴油的催化氧化脱硫效果研究

将苯并噻吩(BT)和二苯并噻吩(DBT)分别溶于正辛烷配成模型油,以H2O2为氧化剂,研究普通加热和微波辐射加热下磷钼酸催化模型油和直馏柴油的氧化脱硫效果.分析了催化剂用量、H2O2初始浓度、反应温度和反应时间等对DBT、BT脱除率的影响,分析了不同萃取条件下的柴油脱硫率和回收率.结果表明,微波辐射加热下,DBT、BT的脱除率比普通加热分别提高了7.7倍和3.7倍;在70℃和400W微波功率下,DBT、BT的脱除率分别为95.4%和62.3%;催化剂用量、H2O2初始浓度、反应温度和反应时间等对DBT、BT的氧化脱除率均有影响;v(萃取剂)/v(柴油)为1/4时,采用DMF萃取1次,柴油的脱硫率为61.8%,回收率为98.4%,萃取次数增加,柴油脱硫率提高,而回收率明显下降.     

氧化钙条件下焦油主要组分的催化裂解

为降低煤气化时焦油产率、提高煤气产率，利用固定床反应器研究了焦油的两种主要组分苯和甲苯在氧化钙条件下的裂解反应特性，探讨了氧化钙的催化机理。实验结果表明，与石英砂条件下相比，氧化钙在苯和甲苯裂解反应中具有催化作用，改变了反应路径，使苯和甲苯裂解活化能分别下降２８．６６％，４７．８７％，频率因子分别下降３，６个数量级；相同转化率所需温度分别下降约１５０℃，１００℃；碳析出量降低，气态裂解产物总产率提高。     

压力对原油裂解成气影响的对比模拟实验

通过在不同的实验体系(常压和20 MPa)进行的原油裂解成气模拟实验,对原油裂解成气过程和裂解气产率进行研究。结果表明:低速率长时升温相对高速率短时升温对原油裂解成气更有利;压力对原油裂解有抑制或延迟作用,压力条件下原油初始裂解时间滞后,原油裂解温度门限较高;压力可能抑制了重烃气C2-5向甲烷的二次裂解,20MPa下在高温阶(600～650℃)较常压有显著高的C2-5产率和低的干燥系数;加压环境下水参与了原油裂解反应,加压水体环境下原油转化率降低而总产气率、重烃气C2-5产率和二氧化碳产率升高;二氧化碳和重烃气C2-5质量产率变化规律和形成机制比较接近;总裂解气主生气期在425～650℃,对应Ro约为1.5%～2.4%。     

微波辐射磷钼酸铈盐催化柴油氧化脱硫研究

研究微波辐射下磷钼酸铈盐催化模型油和直馏柴油的氧化脱硫反应,考察不同萃取条件对柴油的脱硫率和收率的影响.结果表明,相同反应条件下,相对于普通加热,微波辐射加热时二苯并噻吩(DBT)、苯并噻吩(BT)的脱除率分别提高了4.2倍和3.8倍;在70 ℃和400 W微波功率下加热2 h,DBT、BT的脱除率分别为95.6%和74.8%;对m(催化剂)/m(柴油)为7.1 mg/g、H2O2初始浓度为0.44 mol/L的柴油,经70 ℃和400 W微波功率加热2 h,再在V(萃取剂)/V(柴油)为1/4的条件下用DMF萃取1次,柴油脱硫率为69.6 %,收率为97.5 %;萃取次数增加,柴油脱硫率提高,但收率明显下降.     

生物质焦油模化物蒸汽重整实验研究

生物质焦油是生物质热解和气化过程中不可避免的副产物,并且在生物质应用过程中存在有害的影响,因此对于生物质焦油转化的研究受到广泛的关注。本文在试制开发低流阻高强度的蒸汽重整整体式催化剂的基础上,以苯和甲苯作为焦油的模型化合物,在管式反应器上研究了该催化剂作用下,温度、蒸汽量对焦油催化转化以及裂解气体成分的影响;并实验研究了催化剂作用下温度和水碳摩尔比S／C对甲烷转化率的影响。实验发现,苯和甲苯的转化率都随温度的提高而升高。甲苯和苯在裂化温度900℃,S／C=2时整体式催化剂催化作用下转化率分别达到94．1％和77．1％;在600℃时实现了甲烷气体的高效转化;蒸汽量的增加有助于裂解气体成分的调整,同时也促进了消碳反应的进行。     

助剂钾对Ni/Al2O3催化转化焦油模型化合物的影响研究

以甲苯为焦油模型化合物,分别以KCl,K2CO3为前驱体,考察了助剂钾对Ni/Al2O3催化剂催化转化反应性能的影响.实验结果表明：添加助剂钾可以降低镍基催化剂表面酸性,有效改善催化剂的活性,但在催化剂煅烧过程中钾离子不能与载体形成晶石结构,在反应过程中容易流失.KCl和K2CO3均具有较好的抗积炭性能,但由于K2CO3属于强碱性物质,催化剂负载后容易因吸水硬度降低.     

微波再生含VOCs的高聚物吸附树脂

分别采用极性、弱极性和非极性高聚物树脂作为吸附剂,苯和甲苯为吸附质,对微波再生吸附树脂的过程进行了研究,通过实验分析了吸附剂和吸附质性质对微波再生效率的影响,结果表明：对于饱和吸附挥发性有机物（VOCs）的树脂,使用微波再生法比常规的热再生法不仅有更高的脱附速率和再生率,而且微波再生的床层温度要远低于热再生的床温度,这表明微波具有选择性的特征;在微波场作用下,吸附剂床层的温升取决于所装填吸附剂的极性,极性大者,温升也较大;对于相同的吸附质,微波再生效率随吸附剂极性的增加而减小;对于相同的吸附树脂,在微波场作用下,苯比甲苯更容易脱付。     

玉米秸秆成型燃料在复合式固定床中的气化试验

本文利用复合式固定床中试装置,通过调整一次空气量、二次空气量、进料量等参数,控制各反应区温度和反应深度,对玉米秸秆成型燃料进行了气化试验研究。试验结果表明,复合式固定床对成型燃料具有较好的适应性,炉内各区的温度分布合理,各区实现了稳定的化学反应平衡,气化效率达75.4%;二次风量的大小对气体燃烧区燃烧温度、产气热值的变化影响明显;通过焦油裂解区的高温温度场能够实现燃气中焦油在炉内较为完全的裂解,所产燃气具有较高的热值。     

苯乙烯焦油的热裂解

苯乙烯焦油是苯乙烯生产厂和工业下脚料，其主要化学成份是苯乙烯的低聚物，聚合为几十到几百，常温下是一种高度粘中稠的物质，目前国内外对其开发利用不多，绝大多数厂家只做燃料，我们课题组于1988年底专门立项研究的该焦油的开发利用问题，我们研究的重要环节是焦油的热裂解，至于裂解液的分离，因它是有机化工分离（分馏）的普遍性问题。本文仅对苯乙烯焦油热裂解过程中的若干问题加以讨论。     

微波加热与常规加热硅锰粉固相脱硅动力学比较

采用微波加热和常规加热对硅锰粉和巴西粉锰的脱硅反应进行了动力学行为研究,以巴西粉锰为脱硅剂,与硅锰粉中的硅发生氧化还原反应.微波加热和常规加热分别加热到不同温度并保温一定时间,测定产物中硅含量并计算固相脱硅反应的表观活化能.实验表明:单一和混合料均可在微波场中快速升温.随着温度的升高和保温时间的延长,两种加热方式脱硅率均随之提高,在相同实验条件下,微波加热的脱硅率和反应速率均高于常规加热,微波加热可以提高固相脱硅率;微波加热固相脱硅反应的限制性环节为扩散环节,其表观活化能为102.93 kJ·mol-1,常规加热脱硅反应的表观活化能为180 kJ·mol-1,说明微波加热能改善固相脱硅的动力学条件,提高固相脱硅反应速率,降低脱硅反应的活化能.     

微波多模腔金属边界移动对加热的影响研究

微波加热作为一种新型、高效的加热方法,在化学催化及材料处理等方面有着巨大的优势,但是微波加热的非均匀性限制了其在化工等行业中的大规模应用.本文设计了一种可移动金属壁的微波加热多模腔.在加热过程中,通过单向移动微波多模腔的金属壁,实现腔体内电场分布的不断改变,从而达到提高加热均匀性的目的.在仿真计算中,通过使用移动网格方法实现了整个加热过程的模拟计算.通过与离散位置的电场值和端口反射系数比较,验证了计算方法的准确性.通过比较被加热物质的温度变异系数(COV),可以看出移动金属壁的微波多模腔的加热均匀性相对于固定尺寸的多模腔的提高了近18%~38%.同时,本文分析了不同金属壁移动方式对加热效果的影响,提出可根据材料的属性和要求,计算选择理想的金属壁移动方式,获得更优的处理结果.     

催化裂化条件对处理生物质热解焦油的影响

为了研究催化裂化条件对生物质热解焦油处理的影响,以秸秆热解产生的焦油为原料,在固定床反应器实验台上,研究了石灰石、白云石和高铝砖3种催化剂作用下,温度、催化剂尺寸、床高等反应条件对焦油裂化的影响规律。实验结果表明,石灰石对焦油裂化有较好的催化效果,它作用下的产气率高,而且它是天然矿石,加工成本低,煅烧后耐磨性比白云石好,很适合生物质热解工艺中作为焦油裂化的催化剂使用。实验结果还表明提高裂化温度、增加床高、减小床料粒径都能有效地促进焦油深度裂化。该文结果可为焦油催化裂化工程设计提供指导。