氧化钙条件下焦油主要组分的催化裂解

为降低煤气化时焦油产率、提高煤气产率，利用固定床反应器研究了焦油的两种主要组分苯和甲苯在氧化钙条件下的裂解反应特性，探讨了氧化钙的催化机理。实验结果表明，与石英砂条件下相比，氧化钙在苯和甲苯裂解反应中具有催化作用，改变了反应路径，使苯和甲苯裂解活化能分别下降２８．６６％，４７．８７％，频率因子分别下降３，６个数量级；相同转化率所需温度分别下降约１５０℃，１００℃；碳析出量降低，气态裂解产物总产率提高。     

高温煤气中焦油组分的催化裂解研究

选择了铁基、镍基、５Ａ分子筛和矾土４种催化剂，在固定床反应器条件下对焦油组分（以１－甲基萘为模型化合物进行了催化裂解研究，结果表明这４种催化剂对１－甲基萘的裂解都具有很好的催化活性，其中镍基催化剂和５Ａ分子筛的催化性能更好，它们在５５０℃，空速３０００ｈ＾－１的条件下反应１００ｈ，其催化活性未降低。同时还研究了在这两种催化剂条件下温度和空速对转化率的影响，按一级反应线性回归得出两种催化剂在２５０￣     

焦油裂解反应对循环灰催化作用的影响

以循环床锅炉循环灰为热载体、部分气化产生的半焦为锅炉燃料的煤的部分气化技术中,循环灰对降低焦油产率、提高煤气产率是有利的。以焦油的两种主要组份苯和甲苯为对象,用固定床反应器实验研究了焦油裂解过程中反应对一种烟煤形成的循环灰的催化活性的影响,测定了该种循环灰的失活系数,探讨了失活机理。实验结果表明,随着积碳量的增加,循环灰的比表面积和空隙率减小,裂解反应速率下降,裂解产物中碳产率增加。     

生物质焦油催化裂解过程中二次焦油成分

以秸秆热解产生的焦油为原料,在固定床反应器实验台上进行了催化裂解实验,研究了反应温度和催化剂种类对生物质焦油的裂解反应产物———二次焦油成分的影响规律。在高铝砖作为催化剂作用下,随着温度的升高,二次焦油构成有芳香化的趋势,多环芳烃的种类和含量都在增加。反应温度的提高有利于焦油的深度转化,二次焦油产率降低;但是高温下生成的二次焦油芳化程度更高,更容易引起催化剂积炭失活。当反应温度为900℃时,碱性催化剂白云石和石灰岩作用下二次焦油成分相似,以复杂的大分子环烃为主,而且焦油成分种类减少到10种左右;酸性催化剂高铝砖作用下焦油成分仍然很复杂,有将近30种,除了含有大分子环烃外,还含有部分石蜡烃,芳香族种类很多,多以双环、三环以及四环的形式存在。     

气化松焦油碱性催化裂解动力学性能

为揭示气化焦油在催化剂作用下的热解特性,利用STA499F3同步热分析仪对松树皮气化过程中产生的焦油进行热分析实验,分别获得不同升温速率下松焦油在催化剂Na2CO3和CaO作用下裂解反应的热分析曲线.利用热分析动力学原理,建立松焦油催化裂解的动力学计算模型,采用Popescu法推断机理函数并求出活化能E和频率因子A等动力学参数.研究结果表明:气化松焦油催化裂解过程的反应机理为三维扩散,圆柱形对称;Na2CO3和CaO能对焦油热解过程起到很好的催化效果,且Na2CO3的催化性能略优于CaO的催化性能.     

镍基催化剂上焦油组分裂解反应研究

以甲苯为煤焦油模型化合物,研究了镍基催化剂对焦油组分催化裂解反应特性的影响.采用浸渍和分步浸渍的方法制备了Ni/Al2O3和Ni/MgO-Al2O3两个系列镍基催化剂,考察了催化剂组成(Ni含量、MgO含量)、反应条件(温度、空速、水蒸气含量)对焦油组分催化转化的影响.结果表明:Ni含量在0.2％左右时,Ni/Al2O3具有较高的催化活性,催化剂的活性随着Ni含量的继续增加而下降,作为助催化剂的MgO可以减少催化剂表面积炭.高温有利于H2和CO的生成,但不利于CH4的生成.水/甲苯比是影响焦油催化裂解的重要因素,较高水/甲苯比有利于H2的产生,而不利于CO和CH4的生成.     

一种循环灰积碳失活后活性再生特性研究

为解决焦油裂解中流化床气化技术的问题,以焦油的两种主要组份苯和甲苯为对象,利用固定床反应器对一种烟煤形成的循环灰失活后通过燃烧其催化活性的再生特性进行了实验研究,测定了再生循环灰条件下的裂解反应动力学参数。实验结果表明,通过空气条件下燃烧,循环灰的活性得到完全再生,再生前后气态裂解产物变化很小。该结果对循环床气化具有重要的指导意义。     

秸秆气化焦油在负载复合金属的HZSM-5分子筛上的催化裂解反应的研究

对生物质秸秆气化焦油的催化裂解进行了实验研究,用浸渍法在HZSM-5分子筛上负载复合金属制备催化剂,在不同的反应条件下进行实验,发现该催化剂能促进焦油转化为气体可燃成分,对降低焦油含量具有明显的效果.     

微波作用下焦油模型化合物——甲苯裂解实验研究

针对不同的热载体C,Al2O3以及上述载体添加催化活性组份Ni时在微波加热与普通电炉加热的条件下对焦油模型化合物甲苯进行裂解实验研究,考察了不同加热方式、催化活性组份与不同热载体对甲苯裂解的影响。研究结果表明:采用微波加热与普通加热相比,对甲苯的裂解无明显影响,但对积C率有一定的抑制作用;当甲苯的进料浓度为4.86～5.80 g/Nm3,空时为0.124～0.125 s,对不同床料微波加热时裂解率为26.24%～55%,而对于普通加热时,在650℃下,与微波相同的床料下普通加热的裂解率为66.02%～100%;催化活性中心体Ni对其载体有明显催化选择性;甲苯在裂解的同时,有少部分甲苯向芳香族程度增加方向进行了转化。     

大庆蜡油催化裂解反应动力学研究

采用重油微反装置考察了大庆蜡油催化裂解反应的主要产物随反应温度的变化规律。试验结果表明 ,乙烯的收率随着反应温度的升高而单调增加 ;丙烯及丁烯的收率随着反应温度的升高呈现先增加后降低的趋势 ,分别存在一个最佳温度点 ,且丙烯收率的最佳温度高于丁烯的。根据试验结果推导了大庆蜡油催化裂解反应的动力学表达式 ,求取了不同反应温度下的催化裂解反应动力学速率常数、指前因子及反应活化能。     

Ru-Cu-Ni-CeO_2/HZSM-5催化剂裂解秸秆气化焦油性能研究

采用浸渍法制备Ru-Cu-Ni-CeO2/HZSM-5催化剂,对实验室规模的生物质气化焦油催化裂解的性能进行研究,并与HZSM-5以及Ru-Ni-CeO2/HZSM-5催化剂的性能进行对比.Ru-Cu-Ni-CeO2/HZSM-5催化剂具有高的活性和选择性,主要由于催化剂具有高表面积、适宜的孔分布以及高分散的活性组分.     

催化裂解废旧轮胎的试验研究

以动态搅拌装置催化裂解轮胎胶粉实验平台,研究了温度(450~700℃)对轮胎胶粉热解产物分布的影响;并且对比了多种催化剂,包括:NaOH、CaO、Fe粉、Fe_2O_3、C粉以及高炉渣,对轮胎胶粉裂解产物分布的影响。目的是寻找到适合轮胎胶粉裂解的催化剂与使用含量。结果表明,裂解油产率随着裂解炉温度的升高先增加后减小,当试验温度为550℃时,裂解油产率最高。在最佳试验温度550℃时,对比了多种催化剂对各裂解产物组分分布的影响。得出结论:550℃,35%的NaOH含量得到最高裂解油产率。550℃,45%的Fe粉含量,对固体产物分布影响最大。550℃,高炉渣所占比重为35%时,得到的气体产物最多。     

焦油裂解低压引射式燃烧器的结构优化研究

对焦油裂解低压引射式燃烧器进行了研究,利用FLUENT进行数值模拟,研究喷嘴直径d、燃气流量v、喷嘴距壁面距离L这三个参数对焦油裂解的影响.通过采用正交试验比较不同参数下的焦油裂解面积,得到最优参数组合并采用实验验证数值模拟结果.数值模拟与实验结果表明:喷嘴直径d对焦油裂解的影响最大,喷嘴到壁面距离和燃气流量为次要影响;且当喷嘴直径d=4 mm,喷嘴距壁面距离L=18 mm,燃气流量v=0.10 m3/h时,焦油裂解效果最好.     

裂解汽油中环戊烯和苯乙烯催化加氢本征动力学研究

采用微型等温积分反应器,在2.4～4.0MPa、495～680K、氢与裂解汽油摩尔比2.0～3.6和裂解汽油中环戊烯和苯乙烯质量分数分别为1.7%～4.0%和0.7%～4.0%的条件下,对国产Co-Mo/Al₂O₃催化剂上环戊烯和苯乙烯催化加氢的本征反应特性进行了实验研究。以Complex优化法和Merson迭代法对动力学实验数据进行非线性参数估值,建立了能良好吻合实验数据的、裂解汽油中环戊烯和苯乙烯催化加氢的幂函数型本征动力学模型。     

废弃红砖粉催化生物质焦油热解的可行性

生物质热化学转化制备富氢燃气是生物质能源生产的一种有效途径,而焦油是该过程最主要的污染物,焦油的控制和转化是决定生物质燃气能否成功应用的关键.分析生物质焦油组成及危害,探讨消除方法,提出以废弃红砖粉作为基础催化剂,进一步负载活性金属,催化生物质焦油热解,分析催化热解的可行性.该方案既可有效去除焦油,又能产生高质量的富氢产气,可为进一步实现废弃生物质资源在环境、能源化工领域的应用奠定基础,推动生物质能及副产物的高效综合利用.     

大庆常压渣油催化裂解反应集总动力学模型

根据大庆常压渣油催化裂解实验和C4、丙烯的二次反应结果,确定了重油催化裂解九集总反应网络。通过合理假设,推导了集总反应的数学模型和催化剂失活函数,采用子模型分步法求取了模型中的反应速率常数,并对模型进行了检验和统计分析。模型验证的结果表明,柴油、汽油、丙烯、乙烯等催化裂解主要产品的预测值与实验值吻合良好,说明求取的速率常数可靠、采用子模型分步法进行集总动力学模型参数估计的方法可行。     

助剂改性镍铈负载橄榄石焦油裂解催化剂的研究

以镍为活性组分,二氧化铈为助催化剂,橄榄石为载体研究了橄榄石负载镍催化剂的催化性能,实验还考察了不同助剂(Cu,Fe,Mg)的添加对催化剂活性的影响,结果表明,Cu,Fe,Mg都能提高Ce-Ni/Olivine催化剂焦油裂解活性和燃气质量,其中Cu效果最佳.     

操作参数对催化裂解旋流反应器流动梯度场的影响

为揭示旋流反应器内生物质热解气与催化剂的混合流动状态,加速生物质热解气的催化裂解,利用本实验室自制的生物质催化裂解旋流反应器,采用k-ε模型与Eulerian双流体模型进行模拟分析,研究了入口气速和催化剂粒径对反应器内的固相体积分数、压力、速度的影响规律,并进行了实验验证。结果表明:速度变量下,轴向气相速度的改变对于反应器内的体积分数分布影响较小,而切向气相速度的影响较大。接触主反应区内,催化剂粒径为10μm左右时,混合程度最优;在反应分离耦合区内,颗粒粒径改变对分离效果无显著影响。4种催化剂粒径工况下,粒径10μm状态更有利于气固两相的分离;入口速度改变时,较大的切向入口速度可导致气体流量增大,有利于反应器内的气固流动,提升气固分离效果。     

煌焦油兰——高碘酸钾体系催化光度法测痕量锰的研究

本文研究了在pH4.6HAc-NaAc缓冲体系中,高碘酸钾氧化煌焦油兰,锰催化,氨三乙酸活化的催化褪色反应,建立了一个催化光度法测痕量锰的新方法。线性范围为0.1-20ng/ml,检出限为1×10~(-10)g/ml。用于环境标准样品和铝合金标准样品中痕量锰的测定均获得满意的结果。     

煌焦油兰─过氧化氢体系催化光度法测痕量铁（Ⅲ）的研究

本文研究了在稀盐酸介质中，痕量铁（Ⅲ）对过氧化氢氧化煌焦油兰褪色指示反应的催化作用，建立了催化光度法测痕量铁（Ⅲ）的新方法．方法的线住范围为０—２μｇＦｅ（Ⅲ）／２５ｍｌ，检出限为３．２３×１０－１０ｇ／ｍｌ．方法用于人发中痕量铁（Ⅲ）的测定．