钯复合膜反应器中异丁烷脱氢反应的数学模拟

对化学反应与膜分离的动态过程进行了关联,建立并求解了一维数学模型,根据异相烷脱氢反应速率方程和膜反应器模型对反应器中的异丁烷脱氢反应进行了具体分析,模拟了操作条件（反应温度、原料气空速、吹扫气流量、原料气组成和原料气村力）对异丁烷转化率增量的影响,模拟值与实验值相比较,在数值上虽有一定的偏差,但与实验结果基本一致。     

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。     

无机膜用于脱氢反应的热力学与传递过程研究

分析了作者设计的新型催化-分离脱氢膜反应器的氢传递过程原理。从热力学上讨论了膜分离对脱氢反应平衡移动的作用。实验考察了几种无机膜材料的气体渗透性能并研究了不同工艺条件对选择性渗氢过程的影响。     

不同方法制备的钒基催化剂对异丁烷脱氢性质的影响

通过浸渍、 共沉淀、 浓缩结晶、 水热和水热 流体干燥法制备V-Al-O催化剂, 采用XRD,TPR,TPD和ESR等技术对催化剂的表面性质和结构进行表征. 结果表明, 制备方法影响催化剂表面钒物种的分散、 还原能力、 表面酸性和结构状态; 表面钒物种的分散度和活性位数量是影响异丁烷脱氢活性的主要因素; 催化剂表面Lewis酸量是影响异丁烯选择性的主要因素.     

微波对制备异丁烷脱氢流化床催化剂的结构及组成影响研究

采用微波技术制备并表征Cr-K/γ-Al2O3流化床催化剂,评价其催化异丁烷脱氢制异丁烯的性能,分析催化剂结构与催化性能的关系和微波作用机制。结果表明:与传统法制备的催化剂相比,微波制备法降低了催化剂中活性组分的晶粒度,活性组分的分散度增加;微波法制备的催化剂部分活性Cr6+物种占据了氧化铝载体表面及内部四配位体附近的空穴,可形成稳定的—Al—O—Cr—O—Al—结构;微波法制备的催化剂中,单个Cr6+物种及低聚体的Cr6+物种多于传统制备的催化剂,而这两种活性铬物种在异丁烷催化脱氢反应中起着非常重要的作用;采用微波技术可缩短催化剂制备时间,提高其活性、稳定性和耐磨性,延长催化剂寿命。     

离子液体中异丁烷与丁烯的烷基化反应

合成出一系列具有不同阴离子或阳离子结构的离子液体，并在高压釜中评价了这些离子液体对异丁烷与丁烯烷基化反应的催化效果以及相关反应条件的影响。实验结果表明，由无水三氯化铝参与合成的离子液体催化性能较好，其活性来源于[Al2C17]-。阳离子的类型影响产物的选择性，反应过程中烷基化油容易与离子液体分离。当烷、烯体积比为40，反应温度为65℃及反应时间为2min时，烷基化油收率达到进料丁烯体积的156％，其中C8组分的含量可以达到57％以上，在催化反应过程中，离子液体可以重复使用。     

等离子体反应的统计热力学分析

通过热力学及统计力学分析，在定量、定压条件及局域平衡近似下，得出了体系各组分的分布与他们配分函数之间的关系；在此基础上，以煤等离子体热解反应制乙炔中起重要作用的物质氢为例，计算了不同温度下该物质组分H2，H2＋，H和H＋的分布；基本正确地描述了在氢在等离子体反应发生器及等离子体反应器的状态，为进一步深入研究提供了参考。     

烷烃二氧化碳氧化脱氢的反应平衡和热匹配工艺分析

对乙烷、丙烷和乙苯的二氧化碳氧化脱氢反应进行了热力学分析，计算表明：三个体系平衡转化率的变化规律上大致相同，都随温度升高而升高，随压强增大而减小，随进料中CO₂浓度增大而增大，进料中水蒸气浓度对平衡转化率影响不大。另外，利用所得结果讨论了利用结构化催化剂将脱氢反应和甲烷催化燃烧反应的吸、放热耦合工艺中的热匹配和物料匹配问题。     

溶液中反应的热力学

通过几种溶液中的反应,并结合热力学函数的数据进一步阐释了中反应的自发性及反应的程度。     

一种烷基转移反应体系的反应条件和热力学分析

对甲苯歧化与三甲苯烷基转移反应体系中不同温度和进料条件下的平衡组成，平衡转化率，平均选择论进行了详细计算，结果表明：（1）随温度的升高，甲苯与三甲苯的芳烃平衡转化率降低，二甲苯的平衡选择率亦降低；（2）降低进料中的甲苯与三甲苯摩尔比（Tol:TMB从9降到1），甲苯和三甲苯的芳烃平衡转化率降低，而二甲苯的平衡选择率明显上升，然后，在改性的β沸石催化剂上进行了不同工艺条件下的反应，通过对实验数据与平衡数据的比较和分析表明，反应温度升高，芳烃转化率上升且越来越接近平衡转化率，而二甲苯的选择率迅速下降；进料 中Tol:TMB存在一个最佳点，即60:40(m：m），此时芳烃转化率最高，二甲苯的选择率亦最高。     

催化氧化对位取代乙苯/乙苯制备芳酮的热力学分析

采用基团贡献法对对硝基乙苯、乙苯及对乙基苯甲醚中乙基选择氧化反应主副产物的热力学数据进行了估算;并通过建立三个反应体系中各步反应的焓变ΔrHθm、吉布斯自由能变化ΔrGθm和平衡常数K与反应温度T的关系,对反应过程进行了较为详尽的热力学研究。在计算的温度范围内,研究了反应温度对对乙基苯甲醚、对硝基乙苯及乙苯催化氧化制备相应芳酮的影响。分析结果为如何提高目标产物酮的选择性研究提供了基础数据;并对优化反应的工艺条件及今后工业化应用具有重要的指导意义。     

乙苯脱氢反应器系统的优化控制

本文针对某企业的乙苯脱氢反应器系统,提出了一种在线静态控制方案:采用卡尔曼滤波器对时变的催化剂活性进行估计,对活性预测模型参数进行辩识;基于这种估和辩识,对催化剂活性变化进行预测,进而优化反应操作。又对优化计算中遇到的问题,提出了一种两层优化计算方法。最后给出了程序框图和仿真结果。结果表明这种方案是有效和可行的。     

磷酸盐分解钼酸钙的热力学

针对磷酸盐分解钼酸钙的过程,根据同时平衡原理和质量守恒定律,绘制了25℃时Ca-Mo-P-H_2O体系溶解组分的lgC-pH图,以及不同总磷浓度条件下溶液中总钙、总钼的lgC-pH图和钼酸钙稳定区. 结果表明,在溶液中总磷浓度一定的条件下,随着pH的增大体系中会依次出现H_2MoO_4(s)、CaMoO_4(s)、Ca5(OH)(PO_4)_3(s)和Ca(OH)_2(s)稳定存在的区域. 总磷浓度直接影响到钼酸钙的分解过程,随着总磷浓度的增加,钼酸钙的稳定区域不断减小甚至消失,使得钼酸钙更加易于分解, 因此溶液中总钼浓度不断增大,而总钙浓度不断降低;但总磷浓度过高会导致溶液中残留游离含磷离子过高. 从热力学角度来看,在钼酸钙分解过程中,添加磷酸盐比碳酸盐更加有利于钼酸钙的分解.     

颗粒材料热力学理论在简单剪切流中的应用

颗粒物质由大量离散的粗大固体颗粒聚集而成,在外界作用下可能发生准静态变形、变形局部化和破坏,直至流动,其中采用固体力学和流体力学对准静态变形和流动开展的研究较为系统,而变形局部化和破坏的研究非常薄弱．分析内部结构演化规律,建立颗粒体系非平衡态热力学,统一描述颗粒体系力学行为是重要的基础研究课题,Granular Solid Hydrodynamics（GSH）理论为该研究提供了基础．本文完善了该理论涉及的颗粒温度表达式,确定了相应参数数值;与动理学理论和离散元模拟一起对恒定体积简单剪切流进行了分析,对比了三种方法得到的正应力与颗粒体积分数的关系,发现由于基本假设的限制,动理学理论只能适用于稀疏颗粒流,而完善后的颗粒体系热力学理论比动理学涵盖范围更广,可以从稀疏体系到密集体系．这样该理论可以连贯地描述颗粒体系准静态变形、变形局部化和破坏,直至流动的力学行为．     

膜反应器中生物质甘油制氢反应的热力学研究

采用吉布斯自由能最小化方法对膜反应器中生物质甘油水汽重整制氢反应进行热力学研究,考察了温度、压力、水与甘油进料比(S/G)等条件对反应性能的影响,并分析副产物CO和CH₄的生成、积炭的生成、移去CO₂、O₂的添加等对氢气产量和反应体系平衡组成的影响.结果表明:T=900 K,p=100 kPa,S/G=12时,在膜反应器中及时移除CO₂可提高氢气产量和选择性,氢气产量高达6.86 mol H₂/摩尔甘油,选择性98.00%; 在反应体系中添加少量的O₂(摩尔分数<1%)有利于抑制CO和CH₄的生成,而氢气产量几乎不受影响.     

五个生成环氧乙烷的反应的热力学预测

运用密度泛函方法B3LYP/6-311+G(2df,2p)//B3LYP/6-31G(d)对文献[1]提出的Titan大气中可能生成环氧乙烷的五个反应在不同的温度和压强条件下进行了热力学计算和分析,发现:a)所有反应的反应焓变和吉布斯自由能变都小于零,反应都是放热反应,具有较大的自发反应趋势;在低温下反应的平衡常数很大,数据显示反应在低温下正向进行的自发反应趋势更大。b)对比生成环氧乙烷的同素异构体:乙醛和乙烯醇的计算结果,可以预测到在Titan大气的低温环境中自然合成环氧乙烷是很有可能的.     

乙烷氧化脱氢的研究进展

就近年来乙烷氧化脱氢反应制乙烯的研究进展 ,主要针对以 O2 作氧化剂时所使用的催化剂进行了综述 ,包括不同种类催化剂的反应性能及反应工艺条件、动力学和反应机理 .对以 N2 O和 CO2 作氧化剂也作了相应的介绍