超临界苯烷基化催化剂的失活研究

通过在色－质联用机上对苯－乙烯烷基化液相反应产物和超临界反应产物的分析，证实超临床界反应产物带走了更多的反应过程中生成焦前体。催化剂的表征测试分析及催化剂碳氢含量分析均表明，超临界反应条件下催化剂的表面结构、微孔结构的变化程度以及含碳量均较液相反应的小，从微观角度证实了超临界反应能降低催化剂失活速率，延长催化剂寿命。     

微波促进水溶液中苯并三氮唑与氯化苄的N-烃基化反应研究

采用水作溶剂,在微波辐射和相转移催化协同作用下,苯并三氮唑与氯化苄发生了N-烃化反应,探讨了微波辐射时间、反应物料比、碱、相转移催化剂对反应产率的影响.实验结果表明,该方法具有操作简便、收率高、环境友好等特点,符合绿色化学的要求.     

镍超细粒子催化二级醇液相脱氢反应的活性研究

本文研究了镍超细粒子催化剂对二级醇液相脱氢反应的催化性能，研究表明：镍超细粒子催化剂的活化方法对活性影响很大。镍超细粒子催化剂性能明显优于其它非超细粒子催化剂，并探讨了催化剂粒径对活性的影响。     

超临界流体对生油岩烃类抽提研究

超临界抽提是近年应用于有机地球化学和沉积岩中烃类抽提的一种新方法。笔者应用这一方法于东营凹陷沙四段卜部生油岩的研究结果表明，超临界抽提能有效地革取生油岩中的烃类。已见的文献报道以ＣＯ２为超监界流体对生油岩抽提的结果，超监界抽提物总量较索氏（Ｓｏｘｈｌｃｔ）溶剂抽提物总量要少、但是在笔者的实验中在ＣＯ２里加入１％的异丙醇，却得到超临界抽提物总量较索氏溶剂抽提物总量多若干倍的结果，表现在低成熟生油岩中更甚。这一实验结果在准确评价生油岩生烃能力和资源量计算上可能具有重要的意义。     

沸石催化剂上苯与乙烯液相烷基化反应的研究

采用微型等温积分反应器,对改性β沸石催化剂上苯与乙烯液相烷基化反应进行了实验研究。通过考察反应温度、苯烯摩尔比和乙烯质量空速对催化剂性能的影响,获得了如下适宜工艺条件:反应温度190～220℃ ,苯烯摩尔比6～8,乙烯质量空速≤2h^-1。在此条件下,乙烯转化率在99.0%以上,乙苯选择性可达93%,乙基化选择性不低于99.0%。苯与乙烯液相烷基化稳定性实验表明,乙烯转化率和乙苯选择性未出现随反应时间延长而降低的现象,表明该沸石催化剂具有良好的活性稳定性.在所考察实验范围内,基本上检测不到二甲苯,其它烷基化副产物的含量也处于极低水平。     

异丁烯齐聚反应动力学研究

用硅铝小球固体酸作催化剂，在排除了内、外扩散影响的基础上，利用高压微分反应器对异丁烯齐聚反应的动力学行为进行了实验研究。结果表明，异丁烯齐聚反应为快速液一固相催化反应，在80℃～120℃，2．0MPa的实验条件下，反应产物主要是异丁烯的二聚物和三聚物，且三聚物的收率远高于二聚物，两者的浓度比值随反应温度的升高而下降；少量四聚物的生成主要源于碳八烯烃与碳八正碳离子的反应。通过对反应动力学规律的分析，建立了齐聚反应的简化动力学方程。     

对苯进行精馏干燥的逐板电子计算——二元非均相恒沸精馏计算

在石油化工生产中苯是一个重要的基本有机原料,但在室温下(20～30℃),苯中含水量为0.06～0. 08%(重量%)。这在一定程度上影响了苯的使用。如在烯烃对苯的烃化反应和苯的烷基化反应时。苯中所含的少量水份可使催化剂三氯化铝分解成氯化氢和没有活性的氢氧化铝。不仅降低了催化剂的活性。而且也给设备造成严重腐蚀。为此需将苯中所含的水份尽量降低。通常除水的方法如表1所示。     

SO_2氧化用K-V催化剂低温活性的研究

本文提出“壳层钝化”模型,对 K-V 催化剂上 SO_2氧化反应“表现活化能”在低温下急剧增加的现象进行了数学描述。作者认为,低温下催化剂活性组分熔盐所析出的固相无活性化合物斑驳相问地分布于熔盐表面附近,对液相扩散的影响相当于液相表面存在厚度为ωδ的饨化壳层,大大增加了气相反应物的液相扩散阻力,致使催化剂低温活性急剧下降.用一维模型处理,建立了包含钝化因子ω的低温反应速度表达式.在400—500℃的温区,0.2—0.9的 SO_2转化率范围内,测定了排除内、外扩散影响的小颗粒催化剂样品上的氧化反应速度,并用“壳层钝化”模型同速度数据进行了关联。     

苯乙烯在酞菁钴—分子筛催化下的环氧化反应

在相转移催化剂的协同作用下和溶剂／水两相体系中，对在分子筛超笼中原位合成的酞菁钴催化剂（CoPC-NaY)存在下的苯乙烯与次氯酸钠（NaOCl)的环氧化反应进行了实验研究。采用GC－MS联用仪和Varian 3400型气相色谱仪对环氧化产物进行了定性和定量分析。研究结果表明，在分子筛超笼中原位合成的酞菁钴，在溶剂／水两相体系中对苯乙烯环氧化有一定的催化活性和选择性，苯乙烯环氧化的主要放牧是苯基环氧乙烷和苯甲醛。在55℃时，苯乙烯的转化率达到54％，对苯基环氧乙烷的选择性达到65％。反应温度和氧化剂的加入量影响苯乙烯环氧化的转化率和苯基环氧乙烷的选择性，而反应时间只影响反应的转化率。在CoPC-NaY催化苯乙烯与次氯酸钠的环氧化反应过程中，氧化剂（OCl^-)首先进入大分子化合物酞菁钴驻留的超笼中，将氧转移到酞菁钴催化剂上，形成一个高价的钴氧化物中间体（O＝CoPC)；然后苯乙烯在相转移催化剂的作用下通过相间扩散进入水相，并被分子筛吸附进入孔道，最后与钴氧化物中间体接触，此中间体将氧转移给苯乙烯，生成环氧化物。     

基于多级孔沸石催化剂的芳烃苄基化研究

多级孔沸石是一类同时包含有相互交联的微孔和中孔的沸石催化材料,其固有的酸性为其提供活性位,而发达的中孔体系有助于酸性位的接近和分子在其内的扩散,从而有助于催化反应特别是涉及大分子反应的进行。芳烃苄基化反应是一类典型的涉及大分子反应的酸催化反应,寻求合适的固体酸催化剂始终是研究的热点。就近年来多级孔沸石催化剂在各类芳烃分子苄基化反应中的催化性能进行综述和分析,探讨了各类多级孔沸石催化剂,包括ZSM-5,Beta,FAU和丝光沸石中二次中孔的存在对催化剂酸性位的可接近性和分子扩散的促进作用,以及作为芳烃苄基化催化反应催化剂的可能性。研究结果为芳烃苄基化反应提供了一类高效的绿色催化剂,同时为多级孔沸石催化剂的应用提供了一条新路径。     

氯化铝对脱水污泥超临界水气化产氢的影响

如何选择或开发合适的催化剂以提高产氢量成为污泥超临界水气化技术,是实现实际应用的关键。选取氯化铝(AlCl_3)作为催化剂,以污水厂脱水污泥为对象,采用间歇式高温高压反应釜,在400℃、24 MPa、30 min的条件下进行超临界水催化气化实验。分析AlCl_3对脱水污泥超临界水气化产氢以及关键产物的影响,探讨AlCl_3的催化机理。结果表明,AlCl_3能够显著促进脱水污泥超临界水气化产氢,在6wt%添加量下氢气产率达到11.52 mol/kg OM,比不添加提高了近43倍。AlCl_3的添加会促进小分子有机物聚合生成酚类物质,抑制小分子聚合生成焦炭。AlCl_3催化机理是水解生成HCl和A_l2(OH)_3。HCl作为酸性水解剂,促进污泥中碳水化合物在亚临界条件下水热解转化成小分子物质,并进一步在超临界条件下气化产生氢气;Al_2(OH)_3作为碱性化合物催化剂,促进水气转化反应促进产氢,二者共同作用促进脱水污泥超临界水气化产氢。     

连续重整径向再生器烧炭区的数值模拟

对连续重整径向再生器烧炭区的化学反应过程及传递过程进行了详细的理论分析 ,建立了烧焦反应的本征动力学方程、催化剂内外扩散模型、床层中传质、传热模型以及气固两相的流动模型 ,并在此基础上建立了错流移动床烧焦数学模型。运用该模型计算了连续重整再生器烧炭区床层内的温度、氧浓度和炭浓度的分布。研究结果表明 ,在床层上部内筛网处出现恒定的高温区 ,通过控制再生循环气中氧气的浓度可以控制床层的最高温度 ,并且两段烧焦有利于减少烧焦所需要的床层长度。模拟计算得到的再生器烧炭区床层温度分布与工业现场测量值基本吻合 ,该模型可用于分析和预测连续重整再生器烧炭区床层的温度、氧浓度和炭浓度分布 ,对设计和生产具有一定的指导意义     

合成气在超临界流体及F-T重质烃中的扩散行为研究

对CO和H2在483K、3．5MPa条件下，在充满F－T合成产物（平均相对分子质量400）或超临界正戊烷的催化剂微孔内的扩散速率、孔内气体浓度分布以及催化剂的内表面利用率进行了模拟计算。结果表明合成气在F－T产物中的扩散速率比超临界介质中低得多，从而造成了气相反应中从催化剂孔中到孔内显著的合成气浓度梯度及催化剂内表面利用率的下降，从理论上解释了超临界条件下CO转化率和烃收率优于气相反应的原因。     

镍沉积对催化剂表面性质及裂化性能的影响

采用程序升温脱附(TPD)、透射电子显微镜(TEM)等方法,在柴油的裂化反应中,进行了镍沉积对分子筛催化剂的表面性质及催化裂化性能的研究。结果表明,在与工业操作相对应的水蒸汽作用条件下,随着分子筛催化剂上金属镍量的增加,催化剂的结构和性质将发生不同程度的影响,导致催化剂的裂化活性下降,脱氢生焦量增多;水蒸汽处理温度的升高,金属镍分散度降低,将部分地抑制和消除镍的脱氢生焦倾向。     

前沿科技——重油/渣油有机催化加氢浆态床工艺技术(JESO)

中国一直严重依赖原油进口,进口重质原油或高硫石油是大势所趋,而重油所产生的渣油处理是世界难题。为了解决炼油工业的重油轻化、工业标准、渣油处理、油品质量等四大难题,北京济安金信科技有限公司(简称济安金信)、济安永蓝(北京)工程技术开发有限公司(简称济安永蓝)与加拿大氢能技术合作伙伴以及国内著名工程公司强强联合,研制出了浆态床有机催化加氢(JESO)工艺技术。该技术使用浆态床工艺与油溶性有机催化剂相结合,开发了渣油加工创新工艺。有机催化剂颗粒为纳米级,具有很好的油溶性和分散性,有效地实现了加氢和抑焦功能。     

超临界制备生物柴油实验装置传热的数值模拟

以超临界条件下制备生物柴油的小型高温高压反应装置为研究对象,采用CFD软件对反应釜腔内流体的三维温度场分布进行了数值模拟。模拟结果与实验结果吻合程度高,证明了数值模拟方法对超临界条件下流体进行传热分析的可能性。研究结果表明,超临界条件下流体内的温度场分布存在不均匀性,且对此类装置提出了强化传热的方法,有效改善了温度场分布的不均匀性。     

异型DEFC管状阴极传质过程的模拟研究

以中间相碳微球（MCMB）、石墨粉为原料用凝胶注模成型工艺制成阴极管烧结体,并在烧结体外涂覆扩散层、Pt／C催化层和Nation膜制备管状阴极．利用CFD软件对直接乙醇燃料电池（DEFC）管状阴极的传质过程进行模拟计算和研究,在不同的工作温度、阴极扩散层孔隙率、进气压力以及阴极催化层厚度的条件下,分析DEFC阴极催化层表面的液态饱和度、氧气的摩尔质量分数的变化情况．结果表明：增大阴极扩散层孔隙率、进气压力、催化层厚度和电池温度有利于阴极的传质过程．     

超临界CO_2催化栀子苷水解制备栀子蓝色素

通过超临界CO2与甲醇共热催化栀子苷水解,并将水解产物栀子苷元与精氨酸钠合成栀子蓝色素.利用分光光度法测定色素的色价从而对超临界CO2的酸催化效果进行评价.研究结果表明:在20 MPa、140℃、反应4h得到的栀子苷水解产物可以与精氨酸钠缩合制得色价为248,纯度为98.2%的栀子蓝色素.该方法不仅为栀子苷水解制备栀子蓝色素提供了新的思路,而且拓展了超临界CO2作为酸催化剂应用于糖苷的水解.     

稀土基催化裂化钝镍剂的抗镍性能及其机理

利用催化裂化平衡催化剂ＣＨＺ ２ 考察了稀土元素ＲＥ的钝镍性能。实验结果表明,适量的ＲＥ钝镍剂能明显降低催化裂化反应的比氢气量和比积炭值,提高汽油收率,具有较明显的钝镍效果。程序升温还原实验和ＸＲＤ物相检测发现,在ＦＣＣ 再生温度（ 约７００ ℃） 下,ＲＥ和沉积在催化剂表面上的高价镍反应生成ＲＥＮｉＯ３ 晶相。ＲＥＮｉＯ３ 中的镍在ＦＣＣ 反应温度（ 约５００ ℃）下不易被氢气还原,这就有效地封闭了镍,抑制了镍的脱氢生焦活性。ＮＨ３ － 程序升温还原测定表明,当ＲＥ与镍的原子比大于０ ．４ 时,催化剂表面上的中强酸和强酸总量降低,导致烃类裂化活性下降,当ＲＥ与镍的原子比为０ ．３～０ ．４ 时,钝镍效果最佳     

重油悬浮床加氢裂化的工艺条件的确定

重油悬浮床加氢裂化选择合适的温度、压力和反应时间可得到较高的液体收率,同时使结焦量保持在允许范围内,处理加工重油起到了很好的效果。重油悬浮床加氢催化裂化的工艺条件是：反应压力为中压7.0~8.0Mpa;温度410℃~430℃,且循环比在66：34至70：30 之间;过程采用镍分散型催化剂能够很好的抑制生焦,同时获得较高的轻油收率。