烃类水蒸汽转化制氢催化剂初步设计

一、催化剂设计概述要开发一个化学催化过程,首先要解决催化剂,因此催化剂的研制是开发化学催化过程的关键。目前,对催化剂的研制还没有一套完整的理论指导,研制新催化剂的周期很长,甚至长达几年、十几年。为了加速催化剂的研制工作。近年来,许多催化工作者提出了“催化剂设计”。初步了解在催化剂设计方面大致可分为三类。     

水蒸汽转化催化剂的劣化和寿命预测

一、前言水蒸汽转化反应是烃类借水蒸汽的作用转化成氢气、甲烷、碳酸气的反应。在以制氢为目的时,希望高温,低压;在以制甲烷为目的时,希望低温,高压。作为制氢工艺来说历史是悠久的,但近年来,制造无公害,高热值气体的要求越来越高,此反应不如从甲烷制法角度与以再认识。作为原料的烃类主要用缺乏付加价值的丁烷和剩余的轻油馏分,但随着石油价格的高涨,原料有进一步重质化的倾向。今后期待的工艺是从煤油到瓦斯油     

甲烷水蒸汽转化反应的动力学与机理

使用CD—1型无梯度反应器(反应条件:645—794℃,30公斤/厘米~2,水气比3:1—5:1).测定了CN—7转化催化剂(负载于Al_2O_3的镍催化剂上).甲烷蒸汽转化动力学,提出了在高温中压下镍催化剂上的反应机理,主要包括甲烷的解离吸附(速度控制步骤),水的解离吸附,以及新生产物的中间反应.由此导出的动力学方程与实验数据符合.     

关于低温烃类水蒸汽转化催化剂的研究——Ni-WO_3在催化剂上正庚烷水蒸汽的反应

为了得到对低温烃类水蒸汽转化有效的催化剂,我们以正庚烷水蒸汽反应作为试验反应,进行了实验工作。用不同来源的镍制备了Ni-WO_3催化剂,在下述条件下进行了活性试验:温度450～600℃(通常500℃),压力1大气压,空速3000hr~(-1),催化剂体积3.3毫升,H_2O/n-C_7H_(16)=2.2～20.5克分子比(通常取15.7),反应时间～8小时。此外,还对催化剂作了x射线衍射研究。实验结果表明,在适当的反应条件下,每种Ni-WO_3催化剂都得到高产率的一氧化碳,而在催化剂上的积碳是轻微的。特别是由甲酸镍和三氧化钨制备的催化剂显示出高的活性,高产率的一氧化碳和高的耐压强度。而且,发现要获得一种有效催化剂,镍含量由40％到60％是合适的。     

正庚烷在RKNR催化剂上的水蒸汽转化反应的动力学研究

本实验用外循环法,无梯度反应器研究正庚烷在丹麦Topsoe—RKNR,轻油水蒸汽转化催化剂上的转化制氢反应速度。水蒸汽和正庚烷在压力为1atm,温度在450—550℃范围内制氢反应速度方程为,制氢反应的活化能为16千卡/克分子。初步认为正庚烷水蒸汽在Ni活性表面上为两个中心的表面反应。转化气体的组成接近于甲烷水蒸汽反应和水煤气变换反应的组成。反应的初期产物是一氧化碳。     

“吸附增进反应过程”在天然气水蒸汽重整制氢中的应用新进展

介绍了传统工业制氢工艺存在的问题和吸附增进反应过程制氢新工艺研究的意义;对近年来影响新工艺的关键步骤——高效吸附剂的选择及工艺条件的优化进行了归纳和总结,并就目前存在的问题提出了建议和设想:合成纳米级的高温CO2吸附剂(如Li2ZrO3和Li4SiO4),优化加入吸附剂后的制氢条件,以起到简化制氢工艺过程、降低能耗的作用.     

天然气CO2转化化学回热热力循环

提出了一种由天然气CO2转化化学回热动力循环和氨吸收制冷循环构成的新型O2/CO2热力循环系统.其中,采用天然气CO2转化化学回热回收较高温度的燃气透平排气热量,采用氨吸收制冷循环回收较低温度的排气热量,并利用制冷循环产生冷量作CO2循环压气机进气冷却.研究了该循环的热力学性能及其影响参数,考察了循环压比和进气冷却温度对系统循环的影响规律.新循环的系统模拟结果表明,基于1 kg/s的CH4进料流量及透平初温1 573.15 K条件,系统产功24.799 MW,发电效率达到49.6%,并可输出冷量0.609 MW.系统综合火用效率达到47.9%.同时,可回收2.246 kg/s的水,捕集2.743 kg/s液态形式的CO2,实现了循环系统的CO2和NOx准零排放.     

高压水蒸汽热容

由于高温高压下水蒸汽在热能动力方面用得相当广泛,所以必须要研究他的物理性质。关于这方面的工作可分为两个方向,其一将已有的数据整理加工使之更为准确,其二则是扩大研究的范围。自1954年到现在短短几年中就连续举行了两次国际性会议来专门讨论水和水蒸汽的性质。这个事实可表明研究这一问题的重要性。在最近的会议上的任务是总结研究工作的成果,将能力学中用到的水蒸汽热力学性质的基本数据统一起来。     

正庚烷在镍-铝酸盐催化剂上的水蒸汽转化反应动力学研究

本实验以正庚烷为代表组分,采用流动循环无梯度反应器,研究了镍-铝酸盐轻油转化催化剂的动力学性能。在常压、温度为370℃～500℃范围内、排除内外扩散影响的情况下得到下列反应速度方程: r=8.5×10~2exP((-11600)/(RT))P_(C7H16)~(0.7)P_(H2O)~(-0.6)摩/克·时所得结果利用Langmuir吸附等温式加以讨论,得出双分子表面反应为控制步骤,存在水和庚烷的竞争吸附,从而提出转化过程水碳比不宜过高的观点,从排除内扩散的实验结果提出降镍和改变催化剂孔结构的初步看法。     

化学平衡常数的问题

讨论了平衡常数量纲和数值问题，说明了平衡常有时可有量纲，有时没有量纲，由平衡常数的具体表达式决定。而平衡常数的数学值不仅仅受温度的影响。而且还与标准态的选择及压力、量纲的单位等因素有关。     

复杂反应的化学平衡

本文通过甲醇氧化制甲醛和甲烷水蒸气转化制氢两个典型的复杂反应示例，说明研究复杂反应的平衡，对选择工艺路线，决定最佳操作条件，具有重要的意义。     

化学平衡解题的关键

无机化学中的化学平衡，包括电离平衡、沉淀——溶解平衡、氧化还原平衡和配位平衡，它们的共同特点是：第一，在一定条件下最终都能达到平衡。第二，达到平衡时产物与反应物的浓度之间存在着一个比例常数——即平衡常数。第三，当外界条件改变时，原来的平衡将被打破，平衡会发生移动，直到建立新的平衡。在解有关化学平衡的题目时，找出平衡移动的原因和平衡建立的条件，要注意到平衡的多样性和复杂性，还要注意有时可能同时存在几个平衡。1．隐性条件对化学平衡的影响化学平衡题目中有一些条件往往不明显，易被忽视，但这些隐性条件的存…     

化学平衡的建立之我见

不少无机化学及中学化学教材,在讲到化学平衡的建立时均叙述为:当一个可逆反应刚开始时仅有反应物,则正反应速度最大,逆反应速度为零.随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,正反应速度逐渐减慢,生成物浓度逐渐增加,逆反应速度逐渐加快.当反应进行到一定程度时,正、逆反应速度相等,达到化学平衡状态.     

关于化学平衡常数

对化学平衡常数进行了具体讨论，进一步明确了ｋｐ的值同压强的大小无关，但同压强单位的选择有关，从而澄清了对平衡常数的一些不确切乃至错误的提法。     

化学平衡与生态平衡

<正>化学平衡与生态平衡存在着一定的内在联系,它们具有相类似的动态特征。化学平衡原理对研究化学变化进行的方向和限度,实现有利于人类的物质和能量转化,具有普遍的指导意义。应用吕·查德里原理可以很好地解释生态平衡的移动规律。模拟化学平衡常数表达式可以建立生态平衡常数的定量概念,并由此产生对生态平衡更科学的理解。     

天然气蒸汽转化环状催化剂孔结构的改进

为了提高天然气蒸汽转化环状催化剂的活性,利用开孔剂和成孔剂对传统转化环状催化剂的孔结构进行了改进,优选出开孔剂SJ和成孔剂2A3H。实验结果表明:适宜的SJ粒度为200~300μm,含量为5.0%;成孔剂2A3H的含量为15.0%~18.0%。研制的改进型环状转化催化剂的强度能够满足工业要求,与传统环状转化催化剂相比,在同样的反应条件下高温活性提高27%~30%。     

等离子体光谱法在天然气转化中的应用研究

目的 检测和分析了天然气转化为碳二烃的反应器内的成分。方法用一种光谱学的分析方法和装置研究了在等离子体中天然气转化为碳二烃的过程。结果反应生成的碳二烃量越多，其对应的特征谱线强度越大，以此来选择最佳工艺条件。利用光电技术来代替常规的化学分析方法。结论为新方法、新工艺、新思路的实现提供了实验依据。     

水蒸汽状态的经验公式

本文提供关于水蒸汽状态的一系列经验公式,它们的形式比较简单。而精度较高(0.2～0.5％),可供工程近似分析之用。