ZrO_2/Al_2O_3复合载体镍基催化剂CO甲烷化反应本征动力学

采用固定床反应器,研究了复合载体镍基催化剂上的CO甲烷化反应。在温度为250~440℃,压力为0.1~2.5 MPa,原料气配比(nH2/nCO)为1.0~4.5的情况下,考察了操作条件对复合载体镍基催化剂甲烷化反应的影响。实验结果表明:CO转化率、CH4的选择性均随着反应温度、反应压力的升高而增加;当反应温度达到340℃时,CO转化率最高;当nH2/nCO=3.0时,具有较高的CO转化率和CH4的选择性。通过正交法设计实验,测定了甲烷化反应动力学数据。以双曲型动力学方程建立了以各组分逸度表示的CH4和CO2反应动力学模型,并用最大继承法对参数进行估值,获得动力学参数。残差分析及统计检验表明动力学模型是适宜的。     

流向变换反应器模型解的大时间性态的研究

流向变换反应器周期操作模型一般为非线性反应对流-扩散方程的新型定解问题。利用抛物型方程的极值原理得出的方程解的最大模估计,对单方程的流向变换反应器模型解的大时间性态进行了一些分析,证明了当反应交换项关于浓度或温度变量单调递减时其循环定态解的存在性,并且当t→∞时,模型解会趋于循环定态解。     

高剪切反应器对乙炔二聚液相催化反应的影响

乙烯基乙炔作为乙炔的下游产品,是生产氯丁橡胶和胶黏剂的重要原料,传统生产方法是由乙炔在纽兰德(Nieuwland)催化剂下发生二聚反应制得,反应器为鼓泡床反应器为主,但由于其气液传质传热效率相对较低,该反应中乙炔单程转化率和乙烯基乙炔的选择性较低。基于此,本文研究将高剪切反应器应用于乙炔二聚气液反应,结果表明:在传统的Nieuwland催化剂和鼓泡床反应器条件下,乙炔的单程转化率为25.5%,乙烯基乙炔的选择性为76.1%;而在高剪切反应器条件下,由于其高剪切速率,使得催化剂溶液和反应气充分接触,乙炔的单程转化率显著提高,达到43.2%,而乙烯基乙炔的选择性相对保持不变。对于配体改性的Nieuwland催化剂,高剪切反应器对乙炔单程转化率的提升幅度小一些,但乙炔单程转化率也分别达到45.7%(L_1-NC)和50.9%(L_2-NC),同样,对乙烯基乙炔的选择性影响不大。     

乙烯环氧化固定床膜反应器性能CFD模拟分析

为了提高乙烯氧化合成环氧乙烷反应体系的选择性，建立了乙烯由膜管进料的固定床膜反应器模型，对其进行了相关的计算流体力学（CFD）计算模拟，并与传统固定床反应器作比较。结果表明：在反应器构型、催化剂、反应条件相同的前提下，相较于传统固定床反应器而言，固定床膜反应器的选择性较高但乙烯转化率和环氧乙烷收率较低；改变操作条件使得两种反应器的选择性相同时，固定床膜反应器中乙烯转化率和环氧乙烷收率较大。据此得出固定床膜反应器较传统固定床反应器更具优势的结论。本文工作为乙烯环氧化固定床膜反应器的放大与固定床膜反应器替代传统固定床反应器的可行性提供了理论基础。     

异丁烷在固定床和膜反应器中富氧环境下催化脱氢反应的比较

报道异丁烷在富氧环境下，以CS2.5TI0.08H1.26PVMo11O40催化其脱氢的反应。对在固定订反应器和膜反应器上催化脱氢反应的转化率和对异丁烯的选择性进行比较。结果表明，在连续流动固定床反应器中异丁烷的转化率较高，但产物的分布很复杂，并与温度和空速有很大关系；在膜反应器中异丁烷的转化率有一定程度的降低，但在大大地提高异丁烯的选择性。在膜反应器中，653K时异丁烷有14％的转化率，异丁烯的选择性为83％。表明该催化途径对异丁烷的催化富氧脱氢有较大的潜力。     

微反应器中硝酸氧化乙二醛制备乙醛酸

针对传统硝酸氧化乙二醛制备乙醛酸存在周期长、选择性低等问题,本文提出了一种在微反应器中高选择性合成乙醛酸的方法。先将35%硝酸与40%乙二醛按照一定摩尔比输送到T形微混合器,在微通道和降膜微反应器中反应一段时间,将得到的乙醛酸反应液再和硝酸以一定摩尔比输送到T形微混合器、微通道以及降膜微反应器中,循环几次后得到最终反应液。结果表明:当硝酸(流速0.13 mL/min)与乙二醛(流速0.24 mL/min)初次混合的摩尔比为0.42∶1、硝酸(流速0.02 mL/min)与收集的乙醛酸反应液(流速0.24 mL/min)混合反应6次、T形微混合器与微通道的温度和停留时间分别为60℃和2 min、降膜微反应器反应温度为90℃时,乙二醛转化率为82%,乙醛酸选择性可达95%。     

空间一维的流向变换反应器模型循环定态解的存在性

流向变换反应器周期操作的模型一般为非线性反应-对流-扩散方程的新型定解问题.利用抛物型方程组的最大值原理得出的方程组的解的最大模估计,对空间一维的流向变换反应器模型解的大时间性态进行了分析,证明了反应交换项满足一定条件时其循环定态解的存在性,并且当t→∞时,模型解会趋于循环定态解.     

SPC-01催化剂上MTBE裂解制异丁烯及其裂解动力学

甲基叔丁基醚(MTBE)裂解是一条比较理想的生产高纯度异丁烯的工艺路线.采用管式反应器,在170～230℃、0.2～0.6 MPa、液相空速0.5～2 h-1的条件下,对SPC-01型固体杂多酸催化剂上甲基叔丁基醚裂解制异丁烯的工艺进行了研究,考察了操作条件对裂解过程的影响.当反应压力为0.4 MPa、反应温度为210～230℃、液相空速为0.5～1.0 h-1时,MTBE转化率高于92.2%,异丁烯和甲醇选择性均大于99.9%.采用一维平推流积分反应器模型建立幂函数裂解动力学方程,利用最小二乘法对动力学实验数据进行参数拟舍,获得了裂解动力学方程,并对模型进行了检验.     

多段原料气冷激型甲醇合成塔的定态模拟——优化设计及优化操作

以CO、CO_2平行加H_2为甲醇合成的关键反应,以CO、CO_2作为关健反应组分,建立了多段原料气冷激型甲醇合成塔催化床的一维拟均相数学模型。应用C301铜基催化剂甲醇合成的宏观动力学方程,采用Powell直接搜索法,给出达到一定产量、反应器体积最小的优化设计;同时也给出在反应器体积一定的情况下,取催化剂不同的寿命因子时,使产量达到最大的优化操作的模拟计算。由此提供了多段原料气冷激型反应器的优化设计和优化操作的方法。     

多孔无机膜反应器催化甲醇脱氢反应

多孔无机膜反应器催化甲醇脱氢反应膜催化反应是近年来发展的一个热点。通过膜的选择性透过，在反应过程中将反应产物不断分离，可以提高反应的平衡转化率。目前研究较为普遍是各类无机膜反应器。复旦大学化学系的吴惊涛和邓景发利用溶胶凝胶法制成多孔氧化铝膜（孔径４ｍ...     

乙苯脱氢径向反应器的模拟和操作优化

采用一维拟均相绝热径向反应器模型模拟乙苯负压脱氢径向反应器,探讨了在负压条件下乙苯脱氢反应温度、水烃比和压力对乙苯脱氢反应转化率和选择性的影响,指出负压反应系统对压降的严格要求,由此得出合理的操作条件,通过模型计算结果与生产装置实测数据的比较,确认本模型可以用于生产装置的模拟。     

环氧丙烷水合制丙二醇动力学研究

本文主要研究了在BSTR平推流反应器中环氧丙烷水合制丙二醇的反应选择性与反应压力、水比、pH值之间的关系。在CSTR全混釜中测定环氧丙烷水合制丙二醇动力学参数并用计算机线性回归的方法得出其动力学关联式，进而研究反应温度对反应选择性的影响。     

循环反应器中循环比的研究

循环反应器便于控制物料浓度和反应温度,同时使物料具有足够的停留时间而被广泛应用.循环反应中的循环比β是一个十分重要的参数,文章给出了确定反应器达到全混流操作状态所需最小循环比的基本方法.β的大小与反应类型、动力学方程、反应器大小和操作条件等因素有关.     

PMO与两可亲核试剂的双重反应性——微扰理论在有机化学中的应用研究Ⅷ

本文介绍了用于分析电子授-受反应过程的普通微扰方程,通过考查反应过程的电荷控制和轨道控制,从而半定量地解释和预测了具有双重反应性的两可亲核试剂的反应选择性。 我们曾用分子轨道微扰理论的普通方程(GP方程)半定量地解释了某些环加成反应的反应性、周边选择性、次级效应以及烯烃和苯环的亲电反应性,本文试用类似的考虑方法,分析电子授-受过程的电荷控制和轨道控制,从而解释和预测具有双重反应性的两可亲核试剂的反应选择性。     

间歇与半间歇式反应器的最佳反应时间

本文用解析法和图解法取求了间歇反应器中最大生产速率所对应的最佳反应时间,及间歇和半间歇反应器中进行复杂反应时最大产量所需的最佳反应时间。     

渣油加氢裂化膨胀床反应器反应性能模拟

针对渣油加氢裂化这一复杂多相反应体系,建立了包含传质和反应的多相膨胀床反应器模型。基于模拟重点考察了反应温度以及反应器床层内填装不同外形催化剂对反应器出口中间馏分油质量收率的影响。结果表明：（1）在所模拟的温度范围内,取反应温度为693K时,中间馏分油出口质量收率最大,为75.02%;（2）在反应器内分别填装不同形状催化剂时,反应器出口中间馏分油的质量收率不同,其中当填装四叶草形催化剂时,中间馏分油质量收率最大,为81.42%。     

气冷-水冷串联式大型甲醇合成反应器性能模拟

应用CO、CO2加氢合成甲醇反应双速率动力学方程,以甲醇和CO2为关键组分,建立了气冷-水冷串联式大型甲醇合成反应器数学模型.气冷和水冷反应器均采用一维拟均相数学模型.对1.2×106t/a甲醇合成反应器进行了模拟计算,得到了水冷和气冷反应器催化床层中的温度及各组分浓度分布.并讨论了水冷式反应器入口温度、沸腾水温度以及操作压力对反应系统的影响.     

V2O5/TiO2片状催化剂上NH3选择性还原NOx反应传质情况研究

在固定床反应器中对片状V₂O₅/TiO₂催化剂上NH₃选择性催化还原NO_x 的反应体系进行了传质对反应影响的研究。V₂O₅/TiO₂催化剂上NH₃选择性催化还原NO_x 的反应为1级反应,内扩散对反应速率和NO_x 转化率的影响显著。NO_x 转化率可以表示为空速和其它参数的显函数并获得单一的解析解。实验与模型结果相一致,模型能够较好的反映转化率的变化趋势,为SCR反应器的优化设计提供理论依据。     

烟气脱硝用尿素水解制氨工艺试验研究

为了掌握烟气脱硝用尿素水解制氨工艺的放大规律,通过建立中试装置来模拟工业反应器的传递过程,对尿素水解工艺开展了中试及工业化放大试验研究。结果表明,尿素溶液在一定温度、压力下发生水解反应生成氨气、二氧化碳和水蒸气的混合气,气液相平衡可采用修正的LewisRandall方程和Herry方程分别描述。当操作温度为150℃时,反应-扩散准则数M为0.036,表明尿素水解制氨为液相慢反应,本征反应速率远小于氨气扩散速率,反应器的产氨速率由动力学控制,可简化为温度和反应平衡常数的函数;水解反应器内加热蒸汽发生冷凝换热,液相区则产生泡核沸腾;根据中试试验数据建立的表观动力学模型,可用于指导工业反应器的结构设计。该研究将为烟气脱硝用尿素水解制氨工艺开发及反应器放大设计提供重要参考。     

肉桂醛臭氧化反应吸收过程的研究

实验表明,将肉桂醛臭氧化的反应器串联后,臭氧利用率可达９０％以上,文章对反应选择性及工艺条件进行了分析。