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煤基高碳醇粗產(chǎn)品的加氫精制研究

2020-05-19 13:50:20董文達(dá)于婷婷趙子昂朱何俊丁云杰
煤炭學(xué)報 2020年4期
關(guān)鍵詞:加氫精制高碳酸度

盧 巍,王 濤,董文達(dá),于婷婷,趙子昂,朱何俊,呂 元,丁云杰

(中國科學(xué)院 大連化學(xué)物理研究所,遼寧 大連 116021)

我國的能源稟賦是“富煤、缺油、少氣”,因此發(fā)展以煤制油、煤制烯烴等關(guān)鍵技術(shù)為龍頭的清潔煤化工,是緩解我國石油對外依存度,保證能源安全的重要舉措[1-2]。但是,在石油價格低位運(yùn)行的國際形勢下,如何使煤制油企業(yè)在承擔(dān)國家能源安全重大需求的同時,兼顧其經(jīng)濟(jì)性,也是行業(yè)亟待解決的關(guān)鍵問題[3-4]。

高碳醇是重要的化工原料,廣泛用于合成增塑劑、洗滌劑、分散劑,以及一系列有機(jī)胺類[8],世界市場需求量在1 500萬t/a,以每年約10%的速度遞增,售價平均在10 000元/t左右。隨著我國化工行業(yè)精細(xì)化率的提高,高碳醇的需求量也在逐年上升,但是我國現(xiàn)在的高碳醇合成方法主要是天然油脂加氫法,此法依賴于昂貴的天然油脂原料,且需要從馬來西亞、菲律賓等國進(jìn)口[9]。因此,高碳醇的產(chǎn)能和產(chǎn)量都受到較大限制。開發(fā)合成氣直接制高碳醇的技術(shù),有助于開拓一條以煤炭為原料,合成高附加值精細(xì)化學(xué)品的新途徑[10],具有重要的經(jīng)濟(jì)意義,以及能夠拓展費(fèi)托合成產(chǎn)業(yè)鏈,為煤制油企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級提供一條解決方案。中科院大連化學(xué)物理研究所對該技術(shù)進(jìn)行了深入研究[11-16],并于2019年與陜西延長石油榆林煤化公司合作,利用15萬t合成氣制油漿態(tài)床工業(yè)示范裝置進(jìn)行改造后,完成了合成氣制高碳醇萬噸級工業(yè)試驗并通過了石化聯(lián)合會組織的72 h標(biāo)定和技術(shù)鑒定,獲得了專家組“技術(shù)先進(jìn)”、“應(yīng)用性強(qiáng)”、“國際領(lǐng)先”的高度評價。

然而,費(fèi)托合成高碳醇粗產(chǎn)品中除了醇和烷烴外,還含有大量的烯烴、醛、酸和酯等不飽和化合物[17],因此需要通過加氫精制的方法將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的烷烴和醇,以便于下階段精餾分離處理。

現(xiàn)有的成熟商業(yè)加氫精制催化劑,主要用于原油的加氫脫硫、脫氮和脫氧以及烯烴飽和,并不能直接用于費(fèi)托合成粗產(chǎn)品的加氫精制[18],因此需要針對費(fèi)托合成產(chǎn)品的原料和反應(yīng)特性,開發(fā)具有高活性和高選擇性的加氫催化劑體系。艾軍等[19]以鐵基漿態(tài)床費(fèi)托合成粗油品作為原料,開發(fā)了加氫催化劑,有效的實現(xiàn)了粗油品中烯烴的飽和和含氧化合物的脫除。他們通過表征分析認(rèn)為,費(fèi)托粗油品中基本不含硫和氮,異構(gòu)烷烴少,絕大多數(shù)為直鏈烴,以及一些含氧化合物(包括酸),需要對其進(jìn)行選擇性脫除。然而,費(fèi)托合成高碳醇粗油品與鐵基費(fèi)托合成油粗油品的組成又有較明顯的差異[20],主要體現(xiàn)在含有大量的烯烴、醇、醛和酸,而在加氫過程中,需要將不飽和化合物(主要是烯烴、醛和酸)加氫飽和成對應(yīng)的烷烴和醇,與此同時需要盡可能抑制醇的氫解,避免其在較苛刻的反應(yīng)條件下深度加氫生成烷烴,還需要抑制可能發(fā)生的烷烴異構(gòu)化,以保證加氫精制產(chǎn)物中盡可能全部為直鏈烷烴和直鏈醇,有利于后續(xù)分離精制工序的設(shè)計。因此針對上述需求,需要開發(fā)出一種高選擇性飽和烯烴、醛和酸,但同時抑制醇?xì)浣夂玩湲悩?gòu)化的新型加氫精制催化劑體系。

高碳醇粗油品加氫過程中主要發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為

(1)烯烴飽和:

CH2—R2

(2)醛飽和:

(3)酸加氫:

(4)醇?xì)浣?

R—CH2OH+H2→R—CH3+H2O

除此之外,還有少量酮、酯、異構(gòu)醇等組分的加氫反應(yīng),由于含量很低,在此不詳細(xì)列出。

金屬Pd為常用的加氫活性金屬,其具有優(yōu)良的活性,廣泛用于以藥物中間體加氫為代表的精細(xì)化工加氫催化領(lǐng)域[21]。雖然Pd價格昂貴,但是以Pd/C為代表的負(fù)載型Pd基催化劑可以很容易的通過火法回收廢催化劑中的Pd金屬,大大降低了催化劑的實際使用成本[22]。因此筆者選用Pd基催化劑作為高碳醇加氫精制催化劑體系開展研究,并將其應(yīng)用于萬噸級工業(yè)試驗的加氫精制單元。

1 催化劑制備、評價和表征

負(fù)載量1%的Pd基催化劑采用等體積浸漬法制備。每次稱取約5 g粉碎到20~40目的椰殼活性炭,配制濃度為1%(金屬Pd含量)的Pd(NO3)2溶液5 g,補(bǔ)充4 g水后混合制成浸漬液,與活性炭混合浸漬陰干12 h后,置于60 ℃烘箱中烘干12 h后取出,得到催化劑前驅(qū)體。

催化劑評價在實驗室固定床反應(yīng)器中進(jìn)行,反應(yīng)器直徑6 mm,裝填量2 mL,油空速6 h-1,氫油比300,壓力8.0 MPa,溫度100~300 ℃。加氫產(chǎn)物用氣液冷凝分離罐收集后,用Agilent公司的7890氣相色譜分析產(chǎn)品組成,色譜柱為HP-5毛細(xì)管柱。高碳醇粗油品原料的組成也用相同氣相色譜儀器和方法分析。原料和產(chǎn)品的酸度采用國標(biāo)(GB/T 264—91)提供的方法測得,單位為mg/(100 mL)。

催化劑使用前,首先在固定床反應(yīng)器中焙燒還原。焙燒氣氛為N2,空速為900 h-1,以2 ℃/min升溫速率從室溫升至250 ℃后,保持1 h以保證硝酸鹽全部分解。然后降溫至100 ℃,還原氣氛為H2,空速為900 h-1,以2 ℃/min速率升溫至350 ℃后保持3 h,以保證催化劑充分還原。催化劑還原后,降溫至所需反應(yīng)溫度,進(jìn)高碳醇粗油品開始反應(yīng)。所有反應(yīng)的碳平衡保持在95%~105%。

還原后和反應(yīng)后催化劑的晶相用粉末X射線衍射儀(PANalytical X’Pert3 Powder diffractometer)表征。儀器操作條件為:Cu Kα波段,40 kV加速電壓,40 mA電流,掃描角(2θ)5°~90°,掃描速度2°/min。納米粒子的粒徑用Sherrer公式

其中,K為Sherrer常數(shù),取0.89;D為粒徑;B為校正后樣品衍射峰實際半高寬度;θ為布拉格衍射角;λ為X射線波長,為0.154 056 m。

2 高碳醇粗油品加氫反應(yīng)結(jié)果

2.1 高碳醇粗油品組成

用于加氫精制的高碳醇粗油品,是費(fèi)托合成漿態(tài)床反應(yīng)器(操作溫度210~230 ℃,壓力3.0~3.5 MPa)頂部隨循環(huán)氣帶出并冷凝下來的輕質(zhì)餾分油。小試實驗所用高碳醇粗油品的典型組成和質(zhì)量分?jǐn)?shù)見表1。由表1可見,高碳醇粗油品中含有較多的醛和烯烴,需要用加氫精制的方法將其飽和為對應(yīng)的醇和烷烴。此外,酸度分析表明,該樣品的酸度為2 480 mg/(100 mL)。

表1 小試高碳醇粗油品原料組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)
Table 1 Composition of the long chain alcohol crude product for lab-scale experiments %

碳數(shù)n烷烴烯烴醛醇10.0220.5230.551.7342.369.5650.200.543.849.160.811.024.845.8271.752.021.743.8883.253.300.623.1393.823.590.212.52102.682.462.01112.322.012.21121.901.561.5131.711.111.11141.360.75151.170.47161.08171.00180.52190.23200.10總量23.9018.8314.1643.11

2.2 反應(yīng)溫度對活性選擇性的影響

首先研究了反應(yīng)溫度對催化劑活性和選擇性的影響,主要結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同溫度下加氫后不飽和物種殘留量和轉(zhuǎn)化率Fig.1 Residue amount and conversion of unsaturated components after hydrogenation at varying temperatures

由圖1可知,隨著反應(yīng)溫度的提高,產(chǎn)品中殘留的不飽和組分(包括烯烴和醛)逐漸減少,2者總轉(zhuǎn)化率逐漸上升。在反應(yīng)溫度為130 ℃時,加氫產(chǎn)品中殘留的不飽和組分含量為18.9%,對應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為42.7%,隨著反應(yīng)溫度的升高,加氫產(chǎn)品中不飽和物種的殘留量也逐漸降低,在250 ℃下基本全部轉(zhuǎn)化為飽和產(chǎn)物烷烴和醇,轉(zhuǎn)化率達(dá)到99%以上。

由圖1可知,Pd基催化劑能夠催化高碳醇粗產(chǎn)品中的不飽和物種加氫,使其轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的烷烴和醇。加氫轉(zhuǎn)化率隨著溫度的提高而增加,在190 ℃之前提升較快,在高于190 ℃后增速趨緩。當(dāng)反應(yīng)溫度高于250 ℃的時候,不飽和物種轉(zhuǎn)化率即可達(dá)到99%以上。該結(jié)果表明催化劑具有較好的加氫效果,能夠有效的飽和產(chǎn)物中的烯烴和醛。溫度是加氫精制反應(yīng)中最重要的影響因素,該操作溫度與工業(yè)裝置的設(shè)計溫度區(qū)間基本一致,能夠滿足工業(yè)裝置的要求。

2.3 反應(yīng)溫度對醇?xì)浣獾挠绊?/h3>

對于高碳醇粗產(chǎn)品而言,除不飽和物種加氫外,抑制高溫下醇的氫解反應(yīng),提高醇收率,也是催化劑設(shè)計的一個關(guān)鍵點(diǎn)。因此筆者考察了反應(yīng)溫度對產(chǎn)品中醇含量的影響。反應(yīng)結(jié)果如圖2所示。

圖2 反應(yīng)溫度對醇/醛含量的影響Fig.2 Effect of reaction temperature on the amount of alcohol/ aldehyde in the hydrogenation product

由圖2可知,隨著反應(yīng)溫度的提高,產(chǎn)品中醇的含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢,而醛的含量則單調(diào)下降。在溫度低于190 ℃時,可見發(fā)生的主要是醛加氫飽和反應(yīng),即粗油品中的醛加氫生成對應(yīng)的醇,體現(xiàn)在醛含量的顯著降低,以及醇含量的相應(yīng)升高。該結(jié)果與圖1的結(jié)果是一致的,即升高反應(yīng)溫度能夠有效的促進(jìn)加氫飽和反應(yīng)的發(fā)生。

第2個溫度區(qū)間是190~250 ℃。在這個溫度區(qū)間中,醛含量呈現(xiàn)出較緩慢的下降,在250 ℃以上下降到0,說明醛已經(jīng)被完全飽和。而相對應(yīng)的醇含量,在190 ℃達(dá)到最高值后,隨著溫度升高也呈現(xiàn)出緩慢下降的趨勢。該結(jié)果表明,在190~250 ℃這個溫度區(qū)間,已經(jīng)發(fā)生了一定程度的醇?xì)浣夥磻?yīng),一部分醇加氫生成了對應(yīng)的烷烴,表現(xiàn)為產(chǎn)物中總醇含量的下降。

第3個溫度區(qū)間是>250 ℃。此時隨著反應(yīng)溫度升高,醇含量呈現(xiàn)迅速降低的趨勢特點(diǎn)。該結(jié)果表明,在高溫條件下,催化劑氫解反應(yīng)明顯增強(qiáng),在300 ℃下醇含量僅剩15%,說明此時催化劑選擇性變差,開始將含氧化合物轉(zhuǎn)化成烷烴。因此,雖然提高反應(yīng)溫度有助于提高加氫轉(zhuǎn)化率,降低不飽和物種的殘留量,但是較高的反應(yīng)溫度會導(dǎo)致醇?xì)浣夥磻?yīng)的增強(qiáng),尤其是當(dāng)溫度超過250 ℃后,產(chǎn)物中醇的含量會顯著下降。根據(jù)該實驗結(jié)果,需要在工業(yè)裝置中控制一個較合理的溫度區(qū)間,以保證醇收率能夠達(dá)到最優(yōu)值?;趯嶒炇倚≡嚁?shù)據(jù),認(rèn)為較適宜的反應(yīng)溫度應(yīng)控制在190~250 ℃。

2.4 反應(yīng)溫度對油品酸度的影響

費(fèi)托合成高碳醇粗產(chǎn)品中,還含有一定量的酸,主要以乙酸、丙酸、丁酸等形式存在。但是與其他物種相比,酸的含量較低,采用色譜分析法難以準(zhǔn)確定量,因此參考煉油工業(yè)中對油品酸度的測量方法來分析粗產(chǎn)品和加氫產(chǎn)物中的酸含量,以考察加氫精制前后油品中酸量的變化,考察催化劑的脫酸效果。分別測量了實驗室小試所用高碳醇粗油品原料(放置一段時間,可能有部分醛氧化導(dǎo)致酸含量偏高)以及在不同反應(yīng)溫度下,加氫后產(chǎn)品的酸度,實驗數(shù)據(jù)見表2。

表2 不同溫度下產(chǎn)品酸度和酸轉(zhuǎn)化率
Table 2 Acidity and acid conversion of hydrogenation products at varying temperatures

參數(shù)原料170 ℃210 ℃250 ℃290 ℃酸度/(mg·(100 mL)-1)2 480830753612轉(zhuǎn)化率/%—66.597.098.599.5

由表2可以看出,反應(yīng)原料的酸度達(dá)到2 480 mg/(100 mL),該值遠(yuǎn)高于費(fèi)托合成油粗產(chǎn)品的酸度(~70 mg/(100 mL)),說明合成氣制高碳醇粗產(chǎn)品的含酸量更高,催化劑應(yīng)具備較好的耐酸能力。這也是該催化劑選用活性炭作為載體的重要原因之一?;钚蕴烤哂蟹浅:玫幕瘜W(xué)惰性,耐酸堿性好,能夠在有機(jī)酸濃度較高的環(huán)境下長期使用而不會發(fā)生破碎等變性。

由表2可知,隨著反應(yīng)溫度的升高,加氫產(chǎn)品的酸度逐漸降低,說明油品中的酸逐漸被加氫轉(zhuǎn)化。溫度越高,酸的轉(zhuǎn)化越完全。反應(yīng)溫度為170 ℃時,酸度即下降到830 mg/(100 mL),說明大部分的酸在該溫度下已經(jīng)被加氫轉(zhuǎn)化完全。繼續(xù)升高溫度至210 ℃,酸度從830 mg/(100 mL)降低到75 mg/100 mL,該下降趨勢仍比較明顯。而當(dāng)溫度高于210 ℃后,繼續(xù)提高溫度對酸度降低的貢獻(xiàn)不大,且注意到即使溫度提高到290 ℃,酸度仍有12 mg/(100 mL),說明該催化劑雖然有較強(qiáng)的脫酸能力,但很難深度脫除低濃度的酸。這是因為當(dāng)酸濃度低時,催化劑表面液膜內(nèi)外界面上酸的濃度梯度低,反應(yīng)此時可能為擴(kuò)散控制,需要更長的反應(yīng)時間或更高的溫度才能實現(xiàn)深度脫酸。國標(biāo)要求,車用柴油的酸度不得高于7 mg/(100 mL),雖然進(jìn)一步提高加氫溫度也可能達(dá)到該指標(biāo),但由上文實驗結(jié)果可知,當(dāng)反應(yīng)溫度高于250 ℃后,醇?xì)浣夥磻?yīng)也同步增強(qiáng),導(dǎo)致醇的選擇性顯著下降。因此反應(yīng)溫度不宜高于250 ℃。事實上,250 ℃時加氫產(chǎn)品的酸度已經(jīng)下降到36 mg/(100 mL),轉(zhuǎn)化率超過98%。因此,仍需要在后續(xù)精制單元中加入脫酸步驟,但由于大部分酸可以被加氫精制單元除去,有助于減小后續(xù)脫酸設(shè)備的規(guī)模,有效地降低投資和運(yùn)行成本。

3 催化劑表征

采用XRD對反應(yīng)前后Pd基催化劑的活性位晶相進(jìn)行表征。如圖3所示,還原后的催化劑中,衍射角2θ=38.1°,44.3°,64.5°,77.4°和81.7°分別對應(yīng)具有立方晶相的PdH的{111},{020},{022},{131}和{222}晶面,說明催化劑活性位為吸附氫的金屬Pd納米粒子。根據(jù)Sherrer公式計算得,該納米粒子的平均粒徑為19.9 nm。

反應(yīng)后的催化劑樣品由于混入了少量石英砂(SiO2),因此在XRD譜圖中顯示出一些石英砂的特征峰。但它們與PdH的特征峰不重合,因此仍可以準(zhǔn)確判斷反應(yīng)后催化劑中Pd的存在形式。如圖3所示,反應(yīng)后催化劑中PdH的晶相與反應(yīng)前完全一致,用Sherrer公式計算得到的平均粒徑為20.1 nm,與反應(yīng)前的19.9 nm非常接近。該結(jié)果表明,雖然Pd基催化劑還原后初始粒徑較大,但是在反應(yīng)過程中沒有發(fā)生進(jìn)一步的團(tuán)聚和燒結(jié)現(xiàn)象,催化劑的活性位晶相結(jié)構(gòu)具有較好的穩(wěn)定性。

4 催化劑在萬噸級工業(yè)試驗的應(yīng)用

該催化劑在實驗室評價裝置中經(jīng)歷了超過1 000 h的壽命實驗,在平均溫度250 ℃下,不飽和組分轉(zhuǎn)化率超過98%,酸轉(zhuǎn)化率超過95%,表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上,研究組與陜西延長石油榆林煤化有限公司合作,將開發(fā)的Pd基催化劑,應(yīng)用于工廠的合成氣制高碳醇萬噸級工業(yè)試驗的加氫精制單元。裝置的工藝流程如圖4所示。

圖4 萬噸級合成氣制高碳醇工業(yè)試驗加氫精制單元 工藝流程示意Fig.4 Schematic figure of the hydrofining unit of the 10 kt/a industrial demonstration plant for the synthesis of mixed-alcohols from syngas

圖4中,高碳醇粗產(chǎn)品(粗餾分油)來自中間罐區(qū),經(jīng)緩沖罐V-0101后進(jìn)入加熱爐F-0101加熱至反應(yīng)溫度,然后與來自新氫壓縮機(jī)C-0102和循環(huán)壓縮機(jī)C-0101的氫氣混合,進(jìn)入加氫反應(yīng)器R-0101。反應(yīng)后的產(chǎn)物進(jìn)入熱高壓分離罐V-0102,熱低壓分離罐V-0103,冷高壓分離罐V-0104,冷低壓分離罐V-0105分離出不凝氣和加氫產(chǎn)品。不凝氣大部分循環(huán)回系統(tǒng),小部分馳放以避免副產(chǎn)物(如甲烷)在系統(tǒng)中累積。加氫產(chǎn)品經(jīng)過分餾塔T-0101分離成輕組分和重組分,去下游產(chǎn)品精制單元。工業(yè)試驗依托榆林煤化公司15萬t/a合成氣制油工業(yè)示范裝置開展,試驗時費(fèi)托裝置和加氫裝置的負(fù)荷較低(約20%)。反應(yīng)器R-0101按照滿負(fù)荷運(yùn)行工況,裝填催化劑7 m3,催化劑總質(zhì)量4.2 t,油處理量為3 t/h,循環(huán)氫21 000 m3/h,新氫補(bǔ)充量約1 000 m3/h,反應(yīng)溫度~250 ℃,壓力8.4 MPa。在該條件下處理費(fèi)托單元送來的高碳醇粗油品,其原料和產(chǎn)物的組成和酸度列于表3。

表3 工業(yè)試驗高碳醇粗油品加氫前后組成和酸度
Table 3 Composition and acidity of products before and after hydrofining

項目質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%烷烴烯烴醛醇酸度/(mg·(100 mL)-1)原料24.218.713.443.8730加氫后49.70050.370

由表3可知,加氫后產(chǎn)品中,原料的烯烴和醛全部被飽和,但是醇比理論含量下降了約7個百分點(diǎn),酸度也從原料的730 mg/(100 mL)下降到了70 mg/(100 mL)。該結(jié)果表明,催化劑在反應(yīng)溫度條件下,能夠?qū)⒃嫌椭械娜┖拖N全部飽和為相應(yīng)的烷烴和醇,達(dá)到了預(yù)期目的。同時,催化劑有較強(qiáng)的脫酸能力,酸的轉(zhuǎn)化率達(dá)到了90.4%,說明大部分的有機(jī)酸能夠被加氫脫除,加氫產(chǎn)品酸含量低,下游精制單元易于處理。試驗共進(jìn)行約168 h,過程中催化劑性能穩(wěn)定。

與此同時,注意到反應(yīng)前油品中醛和醇的總含量為57.2%,反應(yīng)后醇含量為50.3%,加氫后含氧化合物的含量下降了6.9%。根據(jù)前文實驗數(shù)據(jù),反應(yīng)過程中不可避免會發(fā)生一定程度的醇?xì)浣夥磻?yīng),即醇含量的降低來源于醇的加氫氫解,脫水生成相對應(yīng)的烷烴。注意到加氫裝置運(yùn)行過程中,的確有少量的水生成,該現(xiàn)象也證明了一定程度的醇?xì)浣夥磻?yīng)存在(雖然酸加氫也生成水,但是由于酸含量低,其加氫生成水的量可忽略不計)。為了提高醇的收率,對氫解反應(yīng)的抑制是下階段從催化劑設(shè)計到加氫裝置操作兩個方面需要優(yōu)化的重要內(nèi)容。

總的來說,該結(jié)果表明,開發(fā)的Pd基催化劑具有較高的活性,很好的選擇性加氫脫除烯烴和醛等不飽和組分的能力,以及較弱的醇?xì)浣饣钚院洼^強(qiáng)的脫酸能力。催化劑在高酸含量的原料中,具有很好的穩(wěn)定性,經(jīng)工業(yè)裝置評價,適用于煤基高碳醇粗產(chǎn)物的加氫精制。

但是,注意到雖然該P(yáng)d基催化劑可以用于高碳醇粗產(chǎn)品加氫,但其性能仍有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。首先,金屬Pd的價格昂貴,因此需要降低Pd的負(fù)載量,提高Pd的利用率。但是,注意到以活性炭為載體的Pd基催化劑,可以很容易的用燃燒法除去碳載體,得到富含Pd的灰分,易于回收Pd金屬,這也是該催化劑的一個顯著優(yōu)勢。其次,需要進(jìn)一步通過催化劑的設(shè)計以及反應(yīng)條件的優(yōu)化等,在保持烯烴/醛轉(zhuǎn)化率的基礎(chǔ)上,抑制醇的氫解反應(yīng),同時提高加氫脫酸效率,以提高醇的收率并降低產(chǎn)品酸度。

5 結(jié) 論

(1)開發(fā)了適用于煤基高碳醇粗產(chǎn)品加氫精制的活性炭負(fù)載Pd基催化劑,實驗結(jié)果表明,反應(yīng)溫度低時,催化劑不能有效脫除烯烴和醛,而當(dāng)反應(yīng)溫度過高時,醇的氫解反應(yīng)又顯著增強(qiáng),導(dǎo)致醇收率降低。因此比較適宜的催化劑反應(yīng)溫度在190~250 ℃。

(2)考察了反應(yīng)溫度和產(chǎn)品酸含量的關(guān)系。當(dāng)反應(yīng)溫度低于210 ℃時,提高反應(yīng)溫度能夠顯著降低產(chǎn)品酸度,但溫度高于210 ℃后,提高反應(yīng)溫度對產(chǎn)品酸度的貢獻(xiàn)不大。因此仍需要在下游精制單元中設(shè)計脫酸裝置。綜合加氫飽和、醇?xì)浣夂图託涿撍?個方面的要求,認(rèn)為催化劑的較優(yōu)反應(yīng)溫度應(yīng)定為190~250 ℃的高值,即250 ℃左右為宜。

(3)在小試實驗的基礎(chǔ)上,將該催化劑應(yīng)用于萬噸級合成氣制高碳醇工業(yè)試驗的加氫精制單元。催化劑在反應(yīng)溫度約250 ℃的條件下,能夠有效的去除高碳醇粗產(chǎn)品中的烯烴和醛,轉(zhuǎn)化率達(dá)到100%。但同時也存在一定程度的氫解反應(yīng),醇的含量損失約6.9%。催化劑加氫脫酸的效果較好,酸度從730下降到70,酸的轉(zhuǎn)化率達(dá)到90.4%,說明大部分有機(jī)酸均被有效地脫除。

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