甲醇合成工艺新进展

介绍了国内外关于甲醇合成反应过程研究进展,包括液相合成过程、流向变化强制周期反应过程、流化床反应过程、膜反应、二氧化碳加氢法、超临界合成反应器、甲烷一步法氧化合成甲醇等技术,简评了各自的优缺点;并指出为了降低我国甲醇装置的生产成本,增强国际竞争力,积极研究甲醇合成的反应过程的重要性。     

甲醇镁作用下的碳酸二甲酯直接合成

报道一种在甲醇镁作用下，由二氧化碳及甲醇直接合成碳酸二甲酯的反应过程。实验结果表明，反应温度、二氧化碳压力、镁的含量及反应时间等因素对碳酸二甲酯的生成均有影响；产物中碳酸二甲酯选择性较高，甲酸甲酯是唯一的副产物     

二氧化碳向碳酸二甲酯的选择催化转化

报道了从CO2和甲醇为原料直接合成碳酸二甲酯的研究进展。表明使用有机金属催化剂、耦合反应过程、超临界反应条件、产物的原位分离是实现CO2向碳酸二甲酯选择催化转化的重要方向。     

二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯的研究进展

碳酸二甲酯是一种重要的绿色化工原料,其合成路线正朝着简单化、无毒化和无污染化的方向发展,以二氧化碳和甲醇一步法直接合成碳酸二甲酯在合成化学、碳资源循环利用和环境保护方面都具有重要意义。该文综述了近年来二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯的研究开发最新进展,对不同催化体系的设计理论基础、催化反应机理、催化工艺技术以及催化性能等进行了评述。二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯反应过程中受热力学和反应物有效活化程度的影响存在着催化剂活性或选择性不高,产率低等技术屏颈,着眼于将来产业化的可能性,重点讨论了目前不同催化体系的优缺点,为今后寻找更加合适的催化活性组分及载体进行理论分析,不断提高催化剂的活性和选择性。     

人工光合成太阳燃料制备途径及规模化

 从人工光合成太阳燃料的基本概念和反应过程、规模化太阳能分解水制氢的主要途径和可行性分析、人工光合成液态太阳燃料甲醇的技术路径及应用前景等方面，分析了人工光合成领域的发展现状。仿习自然光合作用基本过程，提出了通过“光反应”和“暗反应”耦合实现规模化人工光合成太阳燃料的新途径。     

人工光合成太阳燃料制备途径及规模化

 从人工光合成太阳燃料的基本概念和反应过程、规模化太阳能分解水制氢的主要途径和可行性分析、人工光合成液态太阳燃料甲醇的技术路径及应用前景等方面，分析了人工光合成领域的发展现状。仿习自然光合作用基本过程，提出了通过“光反应”和“暗反应”耦合实现规模化人工光合成太阳燃料的新途径。     

C_(301)铜基催化剂上CO、CO_2和H_2合成甲醇反应模式的研究

目前,由CO、CO_2和H_3合成甲醇反应的模式尚未能得出一致的观点。分歧主要在于合成过程中CO_2的作用。至七十年代中期,看法较为一致的模式为近年来,苏联学者采用动力学实验法和同位索示踪原子法对苏产CHM-1铜基催化剂进行研究,提出了另一种模式因而,为阐明甲醇合成反应模式,就必须阐明究竟甲醇是由CO、还是由CO_2 直接生成的。这不仅对于甲醇合成过程的优化,而且也对含CO_2工业废气的综合利用都是有意义的。本文在对国产C_(301)(Cu,ZnO和Al_2O_3组成)铜基催化剂进行动力学考察的基础上,研究CO_2在合成甲醇反应过程中的作用。实验压力5MP3,温度218—260℃,接触时间0.16—3.5秒,分别对仅含CO_2或CO和含CO、CO_2三种起始反应混合物气体进行了合成甲醇反应动力学行为的实验测定。结果表明:反应是一复杂的过程。对于含CO_2、H_2、Ar的混合物,由CO_2可以直接合成甲醇, 对含CO、H_2和Ar的混合物,甲醇由CO直接合成;而对既含CO_2又含CO 的混合物,甲醇同时由CO和CO_2合成。     

盐酸二苯美仑化合物合成的工艺改进

以苯甲醇、苯酚为起始原料,利用相转移催化法经4步反应合成盐酸二苯美仑化合物,反应总收率61%.反应过程中采用了优化的工艺技术,通过提高催化剂活性Al2O3的用量,结果使中间体2-苄基苯酚收率超过文献值8%.整个合成具有原料价廉易得、反应条件温和等特点.     

甲醇制烃类选择性调控的催化基础

甲酸甲酯是重要的大宗化学品,具有广泛用途,可用作溶剂、环境友好型发泡剂以及生产甲酸、甲酰胺和二甲基甲酰胺等下游化学品。开发甲酸甲酯绿色化生产新途径成为亟待解决的问题,旨在开发应用固体催化剂的非均相反应过程。本着延伸甲醇下游产业链、构建甲醇转化合成高附加值化学品绿色高效新过程的目的,该报告将研究工作拓展到甲醇定向氧化制大宗化学品甲酸甲酯过程。研制了整装式Al纤维载持纳米孔金(NPG)催化剂(NPG/Al-fiber),以甲醇/O2/N2=2/1/1(710 vol%甲醇)混合气为原料、170℃下,金含量为2 wt%的催化剂上,在300 h测试中可以获得35%的甲醇转化率、85%的甲酸甲酯选择性且不失活。     

不均匀表面的吸附平衡与吸附动力学

不均相的催化反应过程,尤其是气固相催化过程,在化学工业中占有极重要的地位。无机物工业中的氨的合成,接触法制造硫酸,以及一些最重要的基本有机合成工业,如合成甲醇、高级醇等都属于这种过程。根据活性中心理论,化学吸附是催化过程的必经阶段。它的速度对过程起着重大的影响,可能它是过程中最慢的一步,而控制了整个催化过程。如氨的合成就是这样。因此,为了探索催化反应动力学,就必须     

V2O5液相催化氧化甲烷制甲醇动力学影响

研究了甲烷和发烟硫酸以V2O5为催化剂合成甲醇的反应动力学,考察了反应温度、反应初始压力和催化剂用量对甲烷转化率和目的产物收率的影响。结果表明,高温有利于甲烷转化率的提高,但过高的温度会导致目的产物收率降低;甲烷转化率随着初始反应压力的增大而提高,而甲醇收率随压力的变化趋势则是先提高,后趋于平缓;随着V2O5用量的增加,甲烷转化率增大,但当V2O5的添加量超过0.014 mol时,V2O5用量对甲醇收率的影响变得不显著。     

甲烷直接转化制取芳烃的研究进展

总结了近几年来刚刚开展的甲烷直接转化制取芳烃方面的研究结果。从热力学和动力学的观点分析了甲烷直接转化为芳烃的可能性。指出在非氧化气氛下甲烷直接转化为芳烃是一个动力学控制的过程，并对这一反应可能遵循的机理进行了讨论。     

The kinetic studies of direct methane oxidation to methanol in the plasma process

The research outlined here includes a study of methanol production from direct methane conversion by means of thermal and plasma method. The kinetic study, derived from thermal-based approach, was carried out to investigate thoroughly the possible intermediate species likely to be presented in the process. A set of plasma experiments was undertaken by using dielectric barrier discharge （DBD）, classified as non-thermal plasma, done at atmospheric pressure and room temperature. Plasma process yields more methanol than thermal process at the same methane conversion rates and methane to oxygen feed ratios. Oxidation reaction of thermal process resulted CO and CO2 as the most dominant products and the selectivity reached 19% and 68%, respectively. Moreover, more CO and less CO2 were produced in plasma process than in thermal process. The selectivity of CO and CO2 by plasma was 47% and 20%, respectively. Ethane （C2H6）was detected as the only higher hydrocarbon with a significant concentration. The concentration of ethane reached 9% of the total products in plasma process and 17% in thermal process. The maximum selectivity of methanol, the target material of this research, was 12% obtained by plasma method and less than 5% by thermal process. In some certain points, the kinetic model closely matched with the experimental results.     

阳离子交换树脂催化古龙酸甲酯的非均相动力学

以阳离子交换树脂H11为催化剂催化合成2-酮基-L-古龙酸甲酯。考察了催化剂的内外扩散、反应温度、反应物浓度配比、催化剂浓度对反应的影响，得到了最佳反应条件，反应最高产率可达到97％。还考察了催化剂的失活性，发现H11是一种理想的催化剂，连续反应4次都不影响催化效果。反应数据用Langmuir-Hinshel-wood模型拟合，通过验证反应模型符合反应原理，表面反应是关键的控速步骤，反应活化能为32kJ／mol。     

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。     

Partial oxidation of methane to syngas in tubular oxygen-permeable reactor

A dense Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O_3-δ membrane tube was prepared by the extruding method. Furthermore, a membrane reactor with this tubular membrane was successfully applied to partial oxidation of methane (POM) reaction, in which the separation of oxygen from air and the partial oxidation of methane are integrated in one process. At 875℃, 94% of methane conversion, 98% of CO selectivity, 95% of H₂ selectivity, and as high as 8.8 mL/(min · cm²) of oxygen flux were obtained. In POM reaction condition, the membrane tube shows a very good stability.     

三相淤浆床甲醇合成反应器的数学模拟

应用三相淤浆床反应器流体力学和甲醇合成基础数据，以ＣＯ、ＣＯ２加氢合成甲醇为独立反应，以ＣＯ、ＣＯ２为关键组分建立三相淤浆床甲醇合成反应器数学模型。通过计算，得到反应组分沿淤浆床高的分布和有关的设计，操作参烽，并分析了反应器的操作适应性。     

随机返混对颗粒反应的影响

针对多级返混流系统,比较了Markov过程模型与Monte Carlo方法的区别。采用Monte Carlo方法模拟了返混的波动对反应率的影响,给出了几种常见反应过程中返混对颗粒反应率影响的模拟结果。     

低浓度甲烷流向变换催化燃烧取热技术

采用国产负载贵金属催化剂在小型中试装置上对低浓度甲烷流向变换催化燃烧反应特性进行了实验研究。考察了床层中间不取热,从一个拟定态到另一个拟定态过渡过程中,床层轴向温度的变化,以及在达到拟定态之后同一换向周期内不同时刻反应器内温度的轴向分布特征。结果表明,甲烷流向变换催化燃烧反应床层的热量是随着反应的进行逐步累积起来的,并且换向周期是一个重要的操作参数。在此基础上,考察了床层中间取热条件下,拟定态床层轴向温度分布特征,并将其与中间不取热温度分布特征进行了比较。结果表明,取热能明显降低热波峰值,防止催化剂被烧坏,并且在一定条件下反应仍能维持自热操作,并能回收一定的热量。