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太阳能驱动甲烷化学链重整制氢与甲醇合成的储能系统模拟
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作者 王艳娟 龙云飞 +4 位作者 辛宇 蒋琼琼 徐超 曲万军 洪慧 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期95-104,共10页
为了实现氢能的安全储存与运输,将氢气转化为液态甲醇成为氢气存储的重要方式。氢气与一氧化碳(CO)通过费托合成制取甲醇由于其优异性能而被广泛应用。传统制取氢气与CO的方法主要是甲烷湿重整和甲烷干重整,然而该方法需在高温(≥850℃... 为了实现氢能的安全储存与运输,将氢气转化为液态甲醇成为氢气存储的重要方式。氢气与一氧化碳(CO)通过费托合成制取甲醇由于其优异性能而被广泛应用。传统制取氢气与CO的方法主要是甲烷湿重整和甲烷干重整,然而该方法需在高温(≥850℃)下进行,且能量消耗较大,通常依赖甲烷燃烧放热以满足反应条件。提出了一种太阳能驱动甲烷化学链重整制氢与甲醇合成的储能系统,选用氧化镍作为载氧体,反应温度可降至600℃,系统以太阳热能为驱动力,避免了燃烧甲烷,降低了能耗并减少了环境负担。同时,依据“温度对口、梯级利用”原则将甲烷化学链重整产生的高温烟气与燃气蒸汽联合循环耦合进行发电。能量、[火用]和灵敏度分析结果表明:燃料反应器与空气反应器温度分别为600℃和1200℃、氧化镍与甲烷物质的量比为0.8、水与甲烷物质的量比为1.9时,系统的能量利用效率为62.82%,[火用]效率为64.75%,甲醇产率可达69.73%。在此条件下,甲烷转化率为80.58%,相比传统甲烷重整法降低了250℃,且甲烷转化率显著提高。 展开更多
关键词 化学链重整制氢 甲醇合成 太阳能热存储 灵敏度分析 能量和?分析
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西南化工研究设计院有限公司开发的甲醇合成催化剂通过性能考核
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作者 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期42-42,共1页
近日,西南化工研究设计院有限公司(简称西南院)开发的XNC-98-5型甲醇合成催化剂在国家能源集团榆林化工有限公司1.8 Mt/a装置上通过性能考核。该装置负荷为110%,MTO级甲醇产量为6.12 kt/d,各项运行指标均达到装置设计指标和技术协议要求。
关键词 甲醇合成催化剂 运行指标 性能考核 能源集团
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前体元素含量及物相组成对甲醇合成催化剂性能的影响
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作者 江洋洋 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期921-928,共8页
基于共沉淀法制备了不同n(Cu)∶n(Zn)的Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)催化剂,采用XRD、FTIR和N2吸附-脱附等手段对二元前体及催化剂进行表征,并将催化剂用于合成气制甲醇反应,研究了二元前体的物相随n(Cu)∶n(Zn)的演变规律,分析了二元前体元素含... 基于共沉淀法制备了不同n(Cu)∶n(Zn)的Cu/ZnO/Al_(2)O_(3)催化剂,采用XRD、FTIR和N2吸附-脱附等手段对二元前体及催化剂进行表征,并将催化剂用于合成气制甲醇反应,研究了二元前体的物相随n(Cu)∶n(Zn)的演变规律,分析了二元前体元素含量及物相组成对催化剂晶粒尺寸、织构性质和活性的影响。实验结果表明,Zn含量增加使得二元前体物相发生由锌孔雀石到锌孔雀石和绿铜锌矿混合相再到绿铜锌矿的结构转变;二元前体的物相组成同时反映了催化剂中Cu/Zn的相对含量,并影响焙烧后催化剂的晶粒大小和织构特征,进而影响催化剂的性能;当二元前体为锌孔雀石和绿铜锌矿混合相且锌孔雀石物相占比较高时,能够获得晶粒较小、比表面积和孔体积较大的催化剂。此时,催化剂的性能最佳,甲醇时空收率达1.45 g/(mL·h),活性衰减率为11.7%,具有较好的应用价值。 展开更多
关键词 Cu/Zn/Al_(2)O_(3)催化剂 甲醇合成 合成 结构表征
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大型煤化工甲醇合成装置水冷器在线除蜡技术分析
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作者 邹荣 《石化技术》 CAS 2024年第2期34-36,共3页
分析了甲醇性质与合成工艺流程,介绍了大型煤化工甲醇合成装置水冷器蜡的成因、危害以及在线除蜡技术,最后介绍了在线除蜡具体操作流程,以期给相关人士提供有效参考。
关键词 大型煤化工 甲醇合成装置 水冷器结蜡 在线除蜡
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大型甲醇合成反应器模拟设计 被引量:24
5
作者 应卫勇 房鼎业 +1 位作者 朱炳辰 孙松良 《华东理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期5-9,共5页
针对上海焦化总厂年产20 万吨甲醇装置,提出了绝热-管壳复合型甲醇合成反应器。应用CO、CO2 加氢合成甲醇反应宏观双速率动力学方程,以甲醇和CO2 为关键组分,建立了甲醇合成反应器催化床的二维数学模型,用正交配置法求... 针对上海焦化总厂年产20 万吨甲醇装置,提出了绝热-管壳复合型甲醇合成反应器。应用CO、CO2 加氢合成甲醇反应宏观双速率动力学方程,以甲醇和CO2 为关键组分,建立了甲醇合成反应器催化床的二维数学模型,用正交配置法求得催化床内各组分摩尔分数和床层温度随轴向和径向的分布。模拟计算了主要操作参数如沸腾水压力和温度、操作压力,对反应器操作性能的影响,讨论了催化剂使用中后期反应器的生产能力。生产操作数据与模型计算预测值吻合良好。 展开更多
关键词 甲醇合成 反应器 数学模型 模拟设计
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C302催化剂上甲醇合成反应宏观动力学 被引量:20
6
作者 应卫勇 房鼎业 朱炳辰 《华东理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期1-4,共4页
在内循环无梯度反应器中测定了低压甲醇合成反应宏观动力学。实验采用5m m ×5m m 圆柱状颗粒催化剂,实验压力5MPa,反应温度215~260 °C。以双曲型动力学方程建立了以各组分逸度表示的CO、CO2 加氢... 在内循环无梯度反应器中测定了低压甲醇合成反应宏观动力学。实验采用5m m ×5m m 圆柱状颗粒催化剂,实验压力5MPa,反应温度215~260 °C。以双曲型动力学方程建立了以各组分逸度表示的CO、CO2 加氢合成甲醇的双速率宏观动力学模型,并用改进高斯-牛顿法根据实验数据获得了动力学模型中的参数。残差分析和统计检验表明,动力学模型是适定的。宏观反应动力学方程成功应用于上海焦化总厂年产20 万吨大型甲醇合成反应器的模拟放大。 展开更多
关键词 甲醇合成 宏观动力学 催化剂 合成反应
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8MPa下C307催化剂上甲醇合成反应的本征动力学 被引量:11
7
作者 马宏方 刘殿华 +1 位作者 应卫勇 房鼎业 《华东理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期6-9,28,共5页
在等温积分反应器中研究了操作条件对甲醇合成反应的影响以及C307催化剂上甲醇合成反应的本征动力学。实验采用粒度为0.154~0.198mm的细颗粒催化剂。实验压力为8MPa,空速5500~11000h^-1,反应温度200~260℃。实验结果表明:总碳... 在等温积分反应器中研究了操作条件对甲醇合成反应的影响以及C307催化剂上甲醇合成反应的本征动力学。实验采用粒度为0.154~0.198mm的细颗粒催化剂。实验压力为8MPa,空速5500~11000h^-1,反应温度200~260℃。实验结果表明:总碳转化率在实验温度范围内随温度的升高先增加后降低,245℃左右达到最大值,随压力的升高而增加。选取以各组分逸度表示的CO、CO2加氢合成甲醇的Langmuir-Hinshelwood双速率本征动力学模型,用全局通用算法结合马夸特算法确定动力学模型参数。残差分析和统计检验表明,动力学模型是适宜的。 展开更多
关键词 甲醇合成 C307催化剂 本征动力学
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基于绿氢和生物质富氧燃烧技术的零碳甲醇合成系统 被引量:14
8
作者 徐钢 张钟 +2 位作者 吴志聪 薛小军 陈衡 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期925-932,共8页
为解决目前氢能不易储运的问题,提出了一种基于绿氢和生物质富氧燃烧技术的零碳甲醇合成系统。该系统利用光伏和风电等绿色电力,通过碱性电解槽技术制取氢气,再利用生物质富氧燃烧电厂产生的富含二氧化碳的尾气与氢气合成甲醇,实现了整... 为解决目前氢能不易储运的问题,提出了一种基于绿氢和生物质富氧燃烧技术的零碳甲醇合成系统。该系统利用光伏和风电等绿色电力,通过碱性电解槽技术制取氢气,再利用生物质富氧燃烧电厂产生的富含二氧化碳的尾气与氢气合成甲醇,实现了整个系统碳的近零排放,并对该系统进行了能量分析和经济性分析。结果表明:零碳甲醇合成系统的系统综合能量效率为47.3%;当电价为0.2元/(kW·h)时,该系统的动态回收周期为4.24a,净现值为9685.39万元。 展开更多
关键词 零碳排放 氢能利用 电解水制氢 生物质富氧燃烧 甲醇合成
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甲醇合成催化剂XNC-98的本征动力学 被引量:7
9
作者 韩晖 王弘轼 +2 位作者 杨先忠 房鼎业 朱炳辰 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期433-436,440,共5页
在等温积分反应器中研究了四川西南化工研究院研制的新型甲醇合成催化剂XNC-98的本征动力学。实验采用的催化剂为60~80目的细颗粒催化剂,实验压力为4~5MPa,反应温度为210~260°C,空速为8000~12000h-1。采用了Langmuir-Hinshelw... 在等温积分反应器中研究了四川西南化工研究院研制的新型甲醇合成催化剂XNC-98的本征动力学。实验采用的催化剂为60~80目的细颗粒催化剂,实验压力为4~5MPa,反应温度为210~260°C,空速为8000~12000h-1。采用了Langmuir-Hinshelwood本征动力学模型。用改进的高斯-牛顿法确定动力学模型参数。残差分析和统计检验结果表明,所得到的本征动力学模型与实验数据吻合良好,为采用细颗粒催化剂的三相淤浆床甲醇合成反应器的设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 积分反应器 本征动力学 甲醇合成 参数估计
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甲醇合成催化剂XNC-98的宏观动力学 被引量:7
10
作者 韩晖 王弘轼 +2 位作者 杨先忠 房鼎业 朱炳辰 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期437-440,共4页
在无梯度反应器中研究了四川西南化工研究院研制的新型低温高活性甲醇合成催化剂XNC-98的宏观动力学。实验采用的催化剂为 5mm×5mm圆柱型催化剂。使用了幂函数宏观动力学模型。并用改进的高斯-牛顿法确定动力学模型参数,同时进行... 在无梯度反应器中研究了四川西南化工研究院研制的新型低温高活性甲醇合成催化剂XNC-98的宏观动力学。实验采用的催化剂为 5mm×5mm圆柱型催化剂。使用了幂函数宏观动力学模型。并用改进的高斯-牛顿法确定动力学模型参数,同时进行了残差分析和统计检验。结果表明,所得到动力学模型与实验数据吻合良好,可以为气固相甲醇合成反应器设计以及反应器数学模型提供理论依据。 展开更多
关键词 无梯度反应器 宏观动力学 甲醇合成 参数估计
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C302—2催化剂作用下三相床甲醇合成过程研究:Ⅰ.操作条件对甲醇合成的影响 被引量:6
11
作者 张淑华 李涛 +2 位作者 王弘轼 朱子彬 朱炳辰 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2003年第4期325-328,350,共5页
在机械搅拌反应釜中,压力2.6~5.6MPa,温度210~260℃,气体质量空速500~2500L/(kg·h)的实验条件下,以液体石蜡为惰性液相热载体,对西南化工研究院研制的新型低温低压甲醇合成催化剂C302-2的三相床甲醇合成过程进行研究。... 在机械搅拌反应釜中,压力2.6~5.6MPa,温度210~260℃,气体质量空速500~2500L/(kg·h)的实验条件下,以液体石蜡为惰性液相热载体,对西南化工研究院研制的新型低温低压甲醇合成催化剂C302-2的三相床甲醇合成过程进行研究。考察了温度、压力、质量空速和原料气组成对甲醇合成反应的CO转化率和甲醇空时产率的影响。 展开更多
关键词 机械搅拌淤浆反应釜 三相床甲醇合成 CO转化率 甲醇空时产率
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甲醇合成平行反应的多组分扩散模型 被引量:3
12
作者 韩晖 李涛 +1 位作者 朱炳辰 房鼎业 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期135-138,共4页
选用CO和CO2加氢合成甲醇的平行反应作为关键反应,CO和CO2作为关键组分,建立了不同于单一反应多组分扩散模型的平行反应多组分扩散模型,用于计算有效扩散系数。采用正交配置法对西南化工研究院研制的新型甲醇合成催化剂XNC-98的甲醇合... 选用CO和CO2加氢合成甲醇的平行反应作为关键反应,CO和CO2作为关键组分,建立了不同于单一反应多组分扩散模型的平行反应多组分扩散模型,用于计算有效扩散系数。采用正交配置法对西南化工研究院研制的新型甲醇合成催化剂XNC-98的甲醇合成平行反应的有效因子的数值解。结果证明,新的模型可以和实验结果很好地吻合。进行了计算,求得有效因子ζCO。 展开更多
关键词 甲醇合成 有效因子 正交配置法 多组分扩散
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气冷-水冷串联式大型甲醇合成反应器性能模拟 被引量:4
13
作者 马宏方 应卫勇 房鼎业 《华东理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期149-153,共5页
应用CO、CO2加氢合成甲醇反应双速率动力学方程,以甲醇和CO2为关键组分,建立了气冷-水冷串联式大型甲醇合成反应器数学模型。气冷和水冷反应器均采用一维拟均相数学模型。对1.2×106t/a甲醇合成反应器进行了模拟计算,得到了水冷和... 应用CO、CO2加氢合成甲醇反应双速率动力学方程,以甲醇和CO2为关键组分,建立了气冷-水冷串联式大型甲醇合成反应器数学模型。气冷和水冷反应器均采用一维拟均相数学模型。对1.2×106t/a甲醇合成反应器进行了模拟计算,得到了水冷和气冷反应器催化床层中的温度及各组分浓度分布。并讨论了水冷式反应器入口温度、沸腾水温度以及操作压力对反应系统的影响。 展开更多
关键词 气冷-水冷串联反应器 甲醇合成 数学模拟
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甲醇合成过程中基于MAS的故障诊断方法 被引量:5
14
作者 王磊 黄道 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期85-89,共5页
针对甲醇合成生产过程的特点和故障产生机制,将多智能体系统(MA S)技术引入到生产过程的故障诊断中,把生产过程划分为一些相对独立的组件,分派特定的诊断智能体对其进行故障诊断,通过智能体之间的协作,充分利用过程中的局部信息而给出... 针对甲醇合成生产过程的特点和故障产生机制,将多智能体系统(MA S)技术引入到生产过程的故障诊断中,把生产过程划分为一些相对独立的组件,分派特定的诊断智能体对其进行故障诊断,通过智能体之间的协作,充分利用过程中的局部信息而给出整个过程的故障诊断结果。通过仿真实验,得到了满意的结果。 展开更多
关键词 多智能体 故障诊断 化工过程 甲醇合成
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高分散度甲醇合成催化剂的研究 被引量:4
15
作者 李基涛 张伟德 周岳贤 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 1998年第1期1-4,共4页
用高速碰撞共沉淀法制备Cu-Zn-Al三组份甲醇合成催化剂,经N2O分解、H-TPD、SEM及活性评价,表明该催化剂具有比表面积大、分散度高和甲醇合成活性高等特点。这是一种具有工业应用前景的催化剂。
关键词 甲醇合成 高分散度催化剂 金属催化剂
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甲醇合成技术的发展 被引量:8
16
作者 刘吉平 《石油化工应用》 CAS 2008年第6期13-18,共6页
主要介绍了国内外甲醇合成的技术及合成塔的结构,通过对比国外合成塔的各项技术参数及国内开发的甲醇合成技术,明确了甲醇合成塔将来开发的特点和发展方向。
关键词 国内外甲醇合成 技术参数 甲醇合成塔特点 发展方向
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铜锌沉淀洗涤对甲醇合成催化剂性能的影响 被引量:3
17
作者 叶晓东 于杨 +1 位作者 邱祥海 刘明 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1381-1387,共7页
采用分步沉淀法制备了甲醇合成催化剂Cu/ZnO/Al_(2)O_(3),研究了催化剂制备过程中不同pH(pH=6.5,7.0,7.2,7.5)去离子水洗涤铜锌沉淀对催化剂性能的影响,采用XRD、XPS、N_(2)吸附-脱附和N_(2)O化学吸附法对催化剂进行了表征,分析了催化... 采用分步沉淀法制备了甲醇合成催化剂Cu/ZnO/Al_(2)O_(3),研究了催化剂制备过程中不同pH(pH=6.5,7.0,7.2,7.5)去离子水洗涤铜锌沉淀对催化剂性能的影响,采用XRD、XPS、N_(2)吸附-脱附和N_(2)O化学吸附法对催化剂进行了表征,分析了催化剂的构效关系。实验结果表明,用酸性去离子水洗涤铜锌沉淀时,沉淀粒径减小,加速了活性组分Cu和Zn的流失,催化剂的活性和耐热稳定性较差。当使用易热解的碳酸铵溶液调节去离子水为碱性时,能够明显抑制洗涤过程中活性组分的流失,催化剂的活性和热稳定性都有所提高,但过高的pH也会导致生成Cu和Zn的氨络合离子从而引起活性组分流失。用pH=7.2的去离子水洗涤铜锌沉淀制得的催化剂的耐热前甲醇时空收率可达1.48 g/(mL·h),热稳定性达到93.2%,这主要归因于该催化剂具有较高的表面Cu^(0)电子结合能和活性Cu比表面积。 展开更多
关键词 甲醇合成 铜基催化剂 洗涤 活性组分 热稳定性
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甲醇合成反应稳态工艺过程模拟研究 被引量:1
18
作者 李俊龙 倪欣怡 +6 位作者 于晨 郭绪强 刘爱贤 杨兰英 姜兴剑 薛振兴 周丛 《石油学报(石油加工)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期539-545,共7页
基于化工流程模拟软件Aspen Hysys(V7.3),以英国Davy公司开发的联甲醇合成工艺为对象,针对甲醇合成过程中循环气流量高于设计值问题,建立稳态工艺过程模拟,并通过模拟计算分别考察了合成气进入两反应器比例、闪蒸罐分离温度、反应器出... 基于化工流程模拟软件Aspen Hysys(V7.3),以英国Davy公司开发的联甲醇合成工艺为对象,针对甲醇合成过程中循环气流量高于设计值问题,建立稳态工艺过程模拟,并通过模拟计算分别考察了合成气进入两反应器比例、闪蒸罐分离温度、反应器出口温度和驰放气流量对循环气流量的影响。结果表明,当进料比例在0.1~1mol、粗甲醇闪蒸罐分离温度在40~80℃、反应器出口温度在240~280℃、驰放气质量流量介于4~20t/h之间变化时,循环气的质量流量会在409~1300t/h之间变化。当有更多原料进入低压甲醇合成反应器,分离温度处于较低值,反应温度处于较低温度区间;驰放气量较大时,甲醇合成系统中循环气的流量会保持在较低的水平;提高驰放气质量流量的方法可以有效降低循环气的流量,减少循环气压缩机负荷,提高甲醇合成系统的操作弹性。 展开更多
关键词 甲醇合成 模拟 循环气 驰放气
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新型催化剂C302-2作用下的三相床甲醇合成过程 Ⅲ.本征反应动力学 被引量:1
19
作者 张淑华 李涛 +2 位作者 王弘轼 朱子彬 朱炳辰 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期219-222,226,共5页
在等温积分反应器中,压力2.5~5.6MPa,温度210~255°C,空速6000~20000h-1的实验条件下,对西南化工研究院研制的新型低温低压甲醇合成催化剂C302-2的CO、CO2加氢合成甲醇的本征动力学进行了研究。用改进的单纯形法和改进的高斯-牛... 在等温积分反应器中,压力2.5~5.6MPa,温度210~255°C,空速6000~20000h-1的实验条件下,对西南化工研究院研制的新型低温低压甲醇合成催化剂C302-2的CO、CO2加氢合成甲醇的本征动力学进行了研究。用改进的单纯形法和改进的高斯-牛顿法相结合对所采用的Langmuir-Hinshelwood型动力学模型进行参数估值,得到本征动力学方程。残差分析和统计检验结果表明,得到的本征动力学模型是适定的,可良好地适合于反应条件。实验结果可以为采用细颗粒催化剂的三相淤浆床甲醇合成反应器设计提供本征动力学数据。 展开更多
关键词 甲醇合成 本征动力学 参数估值 等温积分反应器
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超临界条件下液相甲醇合成过程研究 被引量:1
20
作者 李涛 张淑华 +1 位作者 房鼎业 朱炳辰 《华东理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期31-34,共4页
在压力6.0~7.0MPa,温度235~260°C,气体质量空速450~1400L/(kg·h)的实验条件下,以液体石蜡为惰性液相热载体,采用所筛选的正己烷作为超临界介质,于加压机械搅拌反应釜中,对催化剂C302-2进行了介质处于超临界状态的三相浆态... 在压力6.0~7.0MPa,温度235~260°C,气体质量空速450~1400L/(kg·h)的实验条件下,以液体石蜡为惰性液相热载体,采用所筛选的正己烷作为超临界介质,于加压机械搅拌反应釜中,对催化剂C302-2进行了介质处于超临界状态的三相浆态床液相甲醇合成过程研究。结果表明:在低空速下,CO、CO2和H2的转化率以及甲醇出口摩尔分率均高于相应实验条件下气-固两相反应的平衡转化率及甲醇出口平衡摩尔分率,即超临界介质正己烷的引入起到反应-分离耦合作用,转移了液相甲醇合成过程可逆放热反应热力学平衡对转化率的限制,提高了合成气单程转化率及甲醇出口摩尔分率。 展开更多
关键词 超临界态 正己烷 液相甲醇合成过程 CO转化率
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