芳香腈的制备研究进展

总结了近二十年来芳香腈的主要制备方法,其中甲基芳烃氨氧化法可一步合成芳香腈,是工业上制备芳香腈最为经济、简便的方法,而此法生产芳香腈的关键是开发与底物相适应的催化剂;随后从催化剂载体、活性组分和助剂等方面介绍了甲基芳烃氨氧化催化剂,指出了催化剂结构与性能之间存在密切关系;并简要评述了氨氧化反应条件和氨氧化反应器对催化性能的影响;最后指出高效催化剂的开发和氨氧化反应理论研究是今后的重点发展方向.     

大型径向氨合成反应器的模拟计算和设计优化

提出了大型合成氨装置中两段径向氨合成反应器的数学模型和设计优化方法,对两段径向氨合成反应器进行了模拟计算。同时计算了操作压力分别为１５．０、１０．０ 和７．５ＭＰａ 时,在两段径向反应器中满足日产１ｋｔ氨所需的最少催化剂用量。     

A301氨合成催化剂工程参数研究与测定：Ⅲ.曲折因子的测定

采用动态法,在单颗粒线反应器中对Ａ３０１氨合成催化剂的曲折因子进行了测定。由自行开发的计算机采样系统自动分析脉冲－应答曲线,通过参数估值得到颗粒内的有效扩散系数,从而得出催化剂的曲折因子经测定Ａ３０１催化剂的曲折因子为３．２８。     

A301氨合成催化剂工程参数研究与测定III. 曲折因子的测定

采用动态法 ,在单颗粒线反应器中对 A30 1氨合成催化剂的曲折因子进行了测定。由自行开发的计算机采样系统自动分析脉冲 -应答曲线 ,通过参数估值得到颗粒内的有效扩散系数 ,从而得出催化剂的曲折因子。经测定 ,A30 1催化剂的曲折因子为 3.2 8。     

ZA-5氨合成催化剂形状系数的测定与应用

在自制的床层压降测定实验装置中,通过对催化剂颗粒床层压降的测定,求得ZA－5氨合成催化剂的形状系数为0．594。将该催化剂的形状系数应用于3段串联绝热轴向固定床氨合成反应器的模拟计算,所得床层压降为0．2123MPa。     

三相淤浆床中合成气直接合成二甲醚双功能混合催化剂的失活研究

用双功能混合催化剂在三相淤浆床反应器中进行合成气直接合成二甲醚,考察双功能混合催化剂在三相床中的稳定性和失活现象。探讨了合成气含水蒸气对合成二甲醚以及合成甲醇的影响。分析了三相淤浆床反应器中直接合成二甲醚催化剂的失活原因,认为反应中生成的水是催化剂活性降低的原因之一。氨的程序升温脱附、X射线衍射、X光电子能谱表征结果证实甲醇合成催化剂中活性组分Cu晶粒的长大及甲醇合成催化剂中Cu元素流失导致双功能催化剂活性降低。     

低压铁钴氨合成催化剂研究

探索了不同钴含量对熔体氨合成催化剂性能影响的规律，从而找出合适的催化剂配方．Fe- Co氨合成催化剂在较低温度、压力下，有较高的催化活性，而且具有良好的抗毒性和耐热性。     

单片扩散反应器测定气-固催化反应中的有效扩散系数——Ⅰ.多孔介质中的扩散系数

根据多孔介质的“尘埃气”模型,用单片扩散反应器测定了气体在Pd/HM型轻质烷烃异构化催化剂中的有效努森扩散系数、有效分子扩散系数及粘性流动参数。考察了压片条件对催化剂内孔结构参数的影响。压片催化剂能很好的模拟工业挤条异构化催化剂的孔分布。实验结果表明,该反应器装置在室温到350℃条件下具有满意的结果。     

氨合成塔的动态特性研究

本文从机理方程出发,讨论了氨合成反应器的静态与动态仿真。对不同的扰动通道,不同的干扰方向与幅度条件下,对反应器的动态特性进行分析研究。研究结果表明此反应器系统具有明显的非线性特性。通过对不同位置的温度响应分析比较、对控制点位置的选择提供了基础。为了满足在线控制的需要提出简化控制模型结构,本文采用变参数,一阶加纯滞后模型结构。该模型通过实验进行验证,结果是令人满意的。     

丙烯氨氧化生产丙烯腈工业流化床反应器的模型化

在对已有的流化床的流动参数和反应器模型化研究成果的基础上，提出了一个适用于有内构件的丙烯氨氧化制丙烯腈工业流化床反应器两相流动数学模型，在模型中的晕相采用平推流模型，乳浊相采用全混釜串联模型。经过一系列生产数据的检验，证明该模型能够准确描述不同生产负荷下反应器的行为。     

微生物膜法制备聚天冬氨酸

本文提出以富马酸为原料,通过高效微生物催化剂,在膜生物反应器中合成L-天冬氨酸,然后采用盘式连续缩聚反应器,调控引发剂引发反应,合成不同粘均分子量的聚天冬氨酸产品,最终实现聚天冬氨酸的工业化、连续化、经济化生产。     

冷激式氨合成反应器的操作最优化

冷激式氨合成反应器的模拟表明,催化剂体积备有安全裕量的反应器的最优操作条件应不同于最优设计规定的条件。最优设计对操作条件所指示的不应是各催化床进出口温度,而应是:①各床出口温度序列的一般规律;②最后一床出口相对浓度。而后者可以用作操作识别判据,它主要是总冷激量的函数,这为操作调优提供了方便。     

基于CFD和RSM的船舶SCR脱硝装置结构优化

以某船舶选择性催化还原(SCR)系统为研究对象,将计算流体力学(CFD)与响应面法(RSM)相结合,获得了催化剂尺寸、混合室位置等结构参数对于流场、脱硝效率和氨逃逸率的影响规律.在此基础上以CFD数据为样本拟合响应函数,并通过求解响应函数极值的方法实现了SCR装置结构的小型化.数值模拟结果表明,混合室的设置提高了尿素与尾气混合均匀性.同时,随着SCR反应器尺寸缩小,脱硝效率和氨逃逸量分别下降和增加.通过RSM优化后的SCR反应器可缩小15.9%～45.2%,混合室的最佳位置为SCR前1.70～2.39 m处,优化后系统脱硝效率超过90%,氨逃逸量小于5×10~(-6).     

热重分析法研究氨合成催化剂还原度

提出以热重法测定工业粒度氨合成催化剂还原度，设计并安装了一台适合于进行工业粒 度氨合成催化剂还原度与还原温度、空速、时间、催化剂粒度之间关系的设备，所得结果准确度 高、精密度好，克服了目前商品热天平无法测定大颗粒氨合成催化剂还原度的问题．     

甲醇合成催化剂XNC-98的本征动力学

在等温积分反应器中研究了四川西南化工研究院研制的新型甲醇合成催化剂XNC-98的本征动力学。实验采用的催化剂为60～80目的细颗粒催化剂，实验压力为4～5MPa，反应温度为210～260℃，空速为8000～12000h^-1。采用了Langmuir—Hinshelwood本征动力学模型。用改进的高斯-牛顿法确定动力学模型参数。残差分析和统计检验结果表明，所得到的本征动力学模型与实验数据吻合良好，为采用细颗粒催化剂的三相淤浆床甲醇合成反应器的设计提供了理论依据。     

A301氨合成催化剂本征动力学

对低温,低压,高活性的A301氨合成催化剂的本征动力学进行了研究,实验采用等温积分反应器,在320－480度,6．0MPa-10.0MPa,5000h^-1--30000h^-1的条件下测定了反应器出口氨浓度,建立了Temkin形式的动力学方程,获得了反应的活化能及指前因子。     

装填不同催化剂甲醇合成器的性能模拟

以CO加氢、CO_2加氢合成甲醇(CH_3OH)反应为关键反应,选取CO、CO_2和CH_3OH为关键组分,建立了某厂年产20万t CH_3OH合成反应器的一维拟均相数学模型,在相同的操作条件下,模拟了分别装填C301、C302、C306、NC309和SC309催化剂时反应器的性能。使用龙格-库塔法求得反应器中温度分布和物料的浓度分布,比较了不同型号催化剂的性能,并讨论了沸腾水温度的影响。     

甲醇合成催化剂XNC-98的宏观动力学

在无梯度反应器中研究了四川西南化工研究院研制的新型低温高活性甲醇合成催化剂XNC-98的宏观动力学。实验采用的催化剂为 5mm×5mm圆柱型催化剂。使用了幂函数宏观动力学模型。并用改进的高斯-牛顿法确定动力学模型参数,同时进行了残差分析和统计检验。结果表明,所得到动力学模型与实验数据吻合良好,可以为气固相甲醇合成反应器设计以及反应器数学模型提供理论依据。     

氨合成催化剂比表面测定

利用ＢＥＴ容量法，在测定氨合成熔铁催化剂表面积中，结合升温脱附实验，进行了测定条件 与测定结果关系的研究。实验结果表明：对于不同组成和结构的催化剂，应注意测定条件的选 择，较高的脱气温度、适当的脱气时间，才能较真实地反映催化剂表面积的范围，从而达到同类 催化剂之间进行客观比较。     

大型甲醇合成反应器模拟设计

针对上海焦化总厂年产２０万吨甲醇装置,提出了绝热－管壳复合型甲醇合成反应器。应用ＣＯ、ＣＯ２加氢合成甲醇反应宏观双速率动力学方程,以甲醇和ＣＯ２为关键组分,建立了甲醇合成反应器催化床的二维数学模型,用正交配置法求得催化床内各组分摩尔分数和床层温度随轴向和径向的分布。模拟计算了主要操作参数如沸腾水压力和温度、操作压力,对反应器操作性能的影响,讨论了催化剂使用中后期反应器的生产能力。生产操作数据与模型