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【科技成果推介第40期】 绿色化工

发布时间:2023年03月10日 15:14点击:

一、一种焦炉煤气中烯烃加氢材料及其制备方法

焦炉煤气的组成(体积百分含量)为:H2 55~60%,CH4 23~27%,CO 5~8%, CH(C2以上烃)24%CO2 1~3%,N2 3~7%,O2  0.3~0.8%,以及微量的硫化物等。焦炉煤气中的H2COCO2可用于合成甲醇。合成甲醇的原料气要求有效组分摩尔比(H2CO2)(CO+CO2)2.15~2.25。焦炉煤气中H含量高,CO含量低,(H2CO2)(CO+CO2)6左右,不能直接用于合成甲醇。焦炉煤气中的烃(烷烃和烯烃)可转化为COH2,增加CO含量,所用的转化方法可分为蒸汽转化法、非催化氧化法、催化部分氧化法三种。一般采用催化部分氧化法,用镍基催化剂,反应温度为960~1100℃,其问题是,高温下含碳化合物会在镍催化剂表面发生碳沉积,从而使镍催化剂活性降低,甚至失去活性,烯烃比烷烃更易发生碳沉积。在焦炉煤气进转化炉之前,将烯烃经催化加氢变为饱和烃,会有利于减少催化剂表面的碳沉积,并加快烃氧化反应速度。

现有烯烃加氢技术存在的主要问题是:反应需使用活性高但资源少、成本高、易失活的NiMoPd等金属催化剂;反应需在较高的温度和/或较高的氢气压强下进行,对设备材质要求较高。

专利优势:

用本发明所制得的加氢材料作为焦炉煤气中烯烃加氢反应的催化剂和氢源材料,反应气相中无需高压H2存在,反应可在常压下进行,反应温度为100~200℃。本发明不使用价格高且易失活的金属催化剂,而且能有效地使焦炉煤气中的烯烃发生加氢反应变为饱和烃,烯烃转化率>97%,反应不受焦炉煤气中COCO2的影响。

二、用于制备甲醇的催化供氢材料及其制备方法

甲醇是一种重要的有机化工原料,可用于生产甲醛、醋酸、醋酐、乙醇、甲酸甲酯、碳酸二甲酯、甲基叔丁基、低碳烯烃等产品,还可用于燃料电池发电、掺参入汽油作燃料等。甲醇可用COH反应合成(CO+2H2→CHOH),工业上合成甲醇时一般用Cu基催化剂,操作温度230~300℃、压强5~10MPa。常用的Cu基催化剂有CuO/ZnO/AlO3CuO/ZnO/Cr2O3 CuO/ZO/ZrO2等,用沉淀法制备。合成气COH的来源有煤气化、煤焦化、天然气转化、重油部分氧化、生物质气化、烃类制乙炔尾气等。

原有甲醇合成工艺存在的主要问题是:气相中需有高压H存在,致使对设备材质要求高:气相中有效组分的摩尔比要求(H2CO2):(CO+CO2)=2.15~2.25,单程转化率仅 7%~8%,甲醇产率低;所用Cu基催化剂易因高温下CuO晶粒长大、被过度还原、硫和氯中毒等而失活。

为了解决上述技术问题,本发明提供一种用于制备甲醇的催化供氢材料及其制备方法。

专利优势

本发明利用该催化供氢材料制备甲醇时,反应温度仅 210~250℃,在常压下即可进行,有效解决了现有技术中制备甲醇时需有高温、高压H2存在,对设备材质要求高的问题。另外,该催化供氢材料制备方法简单,使用后可进行再生。

三、生物油超临界酯化改性工艺

生物油是生物质的一种热裂解液体产品,碳、氢和氧含量占99.7%以上,是复杂含氧有机物与水组成的混合物,富含酸、醛、酯、醚、缩醛、半缩醛、酮醇、酚类等含氧有机物,热值较低(一半在20Mkg左右)。未精制的生物油的水和氧含量高(40%左右)、含有大量的有机羧酸,PH值较低(2-3)、挥发性低、不稳定且易腐蚀,不能直接作为车用燃料而仅作为低端产品使用。为了将其转化为优质的燃料油,目前改质的方法主要有催化加氢、催化裂解和催化酯化。但生物油催化加氢需要消耗大量的氢气,反应条件苛刻,投资和操作费用巨大,急需开发高效催化剂,其中的氧元素以CO2H2O的形式脱除,液收降低;催化裂解也是生物油中氧元素以CO2H2O的形式脱除,裂解催化剂易结焦,液收过低,急需开发高效催化剂;催化酯化充分利用了生物油的氧元素,液收高,但酯化效率较低,催化剂回收利用较困难,处理成本较高。生物油超临界酯化可以发挥催化酯化的优点,义具有酯化效率高、不存在催化剂回收利用的难题,但该技术研究刚刚起步,继续开发生物油超临界酯化的工艺和装置。

专利优势

本发明所提出的生物油超临界酯化改性工艺具有以下优点:①酯化效率高,液收高,无催化剂的消耗和回收利用,操作简单方便:②反应温度均匀稳定,易于控制,转化率稳定:③热能利用合理,无堵塞;④装置简单,处理能力大,投资少。

四、一种除去油中溶解水的脱水材料及其制备方法

油中的水主要有三种存在状态:游离状态、悬浮状态、溶解状态。游离水是指用倾斜方法就能分离出来的水;悬浮水是指以微小液滴机械混合分散在油中的水:溶解水是指由于有机物对水的溶解作用而溶解在油中的水。游离水和悬浮水易于用沉降、聚结分离、过滤等方法除去,但溶解水不易于除去。

对于在严寒地区及季节使用的车用燃油(汽油、柴油)、在高空低温下使用的航空燃油(航空汽油、航空煤油),油中的溶解水会产生冰晶,冰晶从油中析出,积聚在燃油系统中的输油管内和滤油器上,妨碍油正常通过,影响发动机工作。此外,溶解水的存在可能会使微生物(如细菌)滋长,导致油料容器的生物化学腐蚀:而且所产生的微生物及腐败机体分散到油中,量大时形成悬浮物,会堵塞滤油器。

为了防止油中的溶解水产生冰晶,方法有三种:一是使用乙二醇单甲醚、双乙二醇单甲醚等防冰添加剂。二是用冷冻过滤法脱除水,进行冷冻过滤时,将贮存在地下或半地下油罐中的燃油,泵送到容量较小、温度较低的地面罐内,经24小时以上的冷冻,析出冰晶,再过滤除去冰晶。三是用干燥剂脱除水,可用于干燥有机液体的干燥剂有:MgSO4CCl2 NaSO4,等能与水形成水合物的干燥剂,硅胶、分子筛等能对水进行物理吸附的干燥剂,P2O5CaONa等能与水发生化学反应的干燥剂。因油中化合物的羧基、羰基、羟基、氨基、双键等官能团能与上述干燥剂发生化学反应,致使干燥剂的化学元素甚至微细颗粒进入油而对油造成污染,并且干燥效果差、干燥剂耗量大,难以工业化应用。

本发明提供一种除去油中溶解水的脱水材料,该脱水材料能深度脱除油中的溶解水:本发明同时提供一种该脱水材料的制备方法。

专利优势

本发明制得的脱水材料具有不与油中有机化合物反应、能深度脱除油中的溶解水(脱除至油中溶解水含量<20μg/g)、原料成本低、无毒、使用方便等优点。


成果联系方式:蒋学凯17660458662

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