二甲苯异构体吸附分离研究进展

二甲苯异构体的分离与纯化是石油化学工业的重要过程之一,但二甲苯异构体的结构和性质极其接近,常规精馏和深冷结晶法分离能耗高、生产效率低。模拟移动床色谱是主流的二甲苯异构体分离技术,但作为吸附剂的分子筛在吸附容量和分离选择性两方面均存在不足。金属有机框架和超分子材料具有组装自由、结构多样和性质可调等优点,可通过构建极性孔环境或精准设计孔道尺寸与形状实现二甲苯异构体的高效辨识与分离。本文综述了金属有机框架和超分子材料在二甲苯异构体吸附分离中的研究进展,从静电作用、尺寸筛分和形状筛分等方面探讨了二甲苯异构体分离的内在机制,总结了金属有机框架在二甲苯分离领域存在的问题和局限,并对未来发展方向进行了展望。

对苯二甲醛合成及应用研究进展

介绍了对苯二甲醛合成及应用的研究进展情况。与传统的对二甲苯氯化水解法相比,对二甲苯气相选择氧化法具有环保、产品不含氯的特点,是未来重点开发的一种对苯二甲醛合成工艺。对苯二甲醛在光电材料和医药化合物合成方面的广泛应用,将有助于拓宽对苯二甲醛下游市场,提高产品附加值。

对甲基苯甲醛合成技术研究进展

介绍了甲苯羰基化、对二甲苯卤代水解氧化、对二甲苯间接电氧化和对二甲苯直接氧化等对甲基苯甲醛合成技术研究现状。对催化剂发展进行了评述,指出对二甲苯间接电氧化与太阳能光伏发电产业结合和对二甲苯直接液相氧化并联产对甲基苯甲酸工艺,具有工业开发前景。

环状ZSM-5分子筛在苯和乙醇烷基化反应中的应用

低温下采用水热晶化法合成了环状中空ZSM-5分子筛,并以磷酸二氢铵为前体,制备了不同磷负载量的环状中空ZSM-5催化剂,采用XRD,SEM,NH_(3)-TPD,Py-FTIR等方法对催化剂进行表征,并在气相连续流动固定床反应器上对苯和乙醇烷基化制乙苯进行性能评价和稳定性考察。实验结果表明,环状中空ZSM-5催化剂进行磷改性后,催化剂的酸强度降低,随着磷负载量的增加,乙苯选择性逐渐增加,甲苯和丙苯选择性逐渐降低;当磷负载量达到3%(w)后,催化剂外表面强酸位基本消失,此时乙苯选择性最高;在n(苯)∶n(乙醇)=8∶1、340℃、1.0 MPa、WHSV=1 h^(-1)条件下,对该催化剂进行了寿命考察,在300 h反应过程中,乙醇转化率超过99.9%,苯的转化率维持在11%左右,乙基苯的选择性最高达到98.4%,二甲苯相对含量最低达到0.11%。

不同分子筛催化乙苯与异丁烯液相烷基化反应制对叔丁基乙苯性能

关键化学品对叔丁基乙苯(p-TBEB)在工程塑料、高铁航空和电子信息等领域有广阔的应用前景。目前烷基化生产p-TBEB过程存在原料受限、催化剂失活快等弊端,同时也缺乏针对不同构型分子筛用于制备p-TBEB性能的系统研究。分别选取具有BEA、FAU、MOR、MWW和MTW拓扑结构的HBeta、HUSY、HMOR、HMCM-22和HZSM-12氢分子筛,采用XRD、SEM、NH3-TPD和N2物理吸/脱附对分子筛的结构和性质等进行了表征。结果表明,所选取的分子筛皆为纯相分子筛,具有各自典型的形貌和酸分布。在反应温度为200℃、反应压力为2.5 MPa、乙苯与异丁烯进料物质的量之比为4.0和异丁烯质量空速为1.0 h-1的反应条件下,系统研究了不同拓扑结构分子筛用于乙苯与异丁烯液相烷基化制备p-TBEB的催化性能。结果表明,酸量与分子筛的反应活性和目标产物选择性的关联度不高,孔道结构是影响其烷基化性能的关键因素。和其他几种分子筛相比,具有一维十二元环孔道的HZSM-12氢分子筛不仅能维持较高的乙苯转化率(≈20%),还具有高目标产物选择性,是最优的乙苯与异丁烯反应制p-TBEB的分子筛催化材料。

Cu-Ni@S-1催化剂的制备及其脱硝性能

采用溶解-再晶化法将金属Cu和Ni封装到不同粒径的中空Silicalite-1(S-1)分子筛空腔内部,制备了不同金属掺杂量的中空封装型催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)等手段对催化剂样品进行了表征,并采用固定床反应器模拟实际工况考察催化剂对催化裂化再生烟气(n(CO)/n(NO)=13/3)中氮氧化物(NO x)的脱除性能。结果表明:在催化剂用量0.15 g、压力0.1 MPa、温度680℃、混合气体积空速60000 mL/(g·h)的条件下,3%Cu@S-1-380的脱硝效率仅为63%,而2%Cu-0.5%Ni@S-1-380的脱硝效率为100%;Ni和Cu之间形成Cu_(x) Ni_(y) O共熔体,促进了Cu^(+)与Cu^(2+)之间快速循环,提高了氧化还原反应速率;催化剂的中空空腔结构有效防止了金属的流失和烧结,极大地提高了反应物的扩散性能和催化剂的催化活性。相同反应条件下,随着分子筛粒径的减小、金属含量的增加,催化剂的脱硝率提高,双金属共同封装对催化活性的提高非常显著。

HZSM-5 的低温水热改性及其己烯芳构化性能

对HZSM-5在70,100和150℃下进行低温水热改性,分别制得催化剂T 70-HZ-5,T 100-HZ-5和T 150-HZ-5,利用X射线衍射仪、X射线荧光光谱仪、物理吸附仪、化学吸附分析仪和红外光谱仪等对上述催化剂进行表征,并对其己烯芳构化催化性能进行了评价。结果表明:低温水热改性保持了HZSM-5的完整晶相结构,提高了其硅铝比[n(Si)/n(Al)],B酸和L酸酸量比(B/L)及平均孔径;酸量的降低和孔径的增大有利于HZSM-5寿命的延长,B/L值的增大有利于选择性的提高;在反应温度405℃,反应压力0.2 MPa,质量空速2 h-1的条件下,T 100-HZ-5的催化寿命可达44 h,比改性前延长了36 h;当反应8 h时,HZSM-5的苯、甲苯和二甲苯混合物(BTX)选择性已迅速降到35%左右,而T 100-HZ-5的仍接近55%。

树脂载钯双功能催化剂的制备及其催化碳四烯烃临氢叠合反应

基于碳四烯烃叠合反应工艺,设计并制备了酸性树脂(KC110、Amberlyst35)载钯双功能催化剂,用于一步法催化1,3-丁二烯选择性加氢和异丁烯叠合反应。借助电子微区探针分析(EPMA)、N 2物理吸附-脱附(BET)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对其物化性质进行表征,并进一步考察了双功能催化剂在碳四烯烃临氢叠合反应过程中的催化性能。结果表明:0.10%Pd/KC110双功能催化剂负载的钯纳米颗粒主要分布在树脂大孔表层结构,平均粒径为3~10 nm,且树脂载体本身的酸性和孔结构保存完好;在反应温度为25℃、压力为1.4~1.6 MPa、质量空速为2.7 h-1、氢气/丁二烯摩尔比为1.5的条件下进行0.10%Pd/KC110催化碳四烯烃临氢叠合反应,1,3-丁二烯可以完全脱除,异丁烯转化率高于81.5%,叠合产物中碳八选择性为75.1%。

芳烃联产装置生产对二甲苯工艺的全流程模拟优化

[目的]为了整体把握对二甲苯(PX)全流程生产工艺状况并实现优化,利用Aspen Plus流程模拟软件建立了芳烃联产装置生产PX工艺全流程的稳态模型.[方法]以C8的富集和分离功能进行分区以简化建模过程,并以产品质量和能耗为目标对重要操作参数进行优化,然后利用Aspen Energy Analyzer对该工艺进行能量衡算和燃料气排放计算.[结果]所建模型的模拟结果与原工艺流程高度吻合,可对工艺流程进行操作优化;优化后重整稳定塔的塔顶压力为1.7 MPa,抽提蒸馏塔进料溶剂比为2.8,苯塔、甲苯塔、抽余液塔和成品塔的回流比分别为2.0,2.9,1.0和1.1;通过能量衡算计算出优化调整后的节能潜力达10.33%,预计节省能耗费用可达3 950万元/年;计算出全流程生产燃料气118万吨/年,若将其作为生产化工产品的原料而非燃料,即可减少572万吨/年的CO_(2)排放量.[结论]应用Aspen Plus流程模拟软件实现芳烃联产装置生产PX全流程的模拟和操作参数的优化,从全局能量优化和CO_(2)排放角度提出改进方案,可达到节能降耗的目标.

[B,Al]-IM5分子筛的合成及其在甲苯与乙烯烷基化反应中的催化性能

采用水热晶化法,以1,5-双(N-甲基吡咯烷)戊烷溴盐(MPPBr2)为模板剂,在n(SiO2)∶n(Al2O3)=40~80的范围内合成了纯相[B,Al]-IM5分子筛。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱仪(XRF)、电感耦合等离子体发射光谱-质谱仪(ICP-MS)、静态氮吸附仪和化学吸附仪等方法对分子筛进行了表征。结果表明,与棒状IM-5分子筛中试样品相比,[B,Al]-IM5分子筛呈片层形貌,XRD峰强度较低,比表面积较大,酸量和B酸量/L酸量较低。在[B,Al]-IM5分子筛的晶化过程中发现,B原子以四配位形式进入分子筛骨架,模板剂的分解量较少,促进了分子筛某方向晶面的生长,出现片层形貌。对于甲苯与乙烯气相烷基化反应,在300℃、n(SiO2)∶n(Al2O3)=60的条件下,[B,Al]-IM5分子筛的乙烯转化率为97.0%~98.5%,甲苯转化率为12.0%~10.3%,接近理论转化率(12.5%),对-甲乙苯的选择性为41.9%~73.8%,对位选择性为79.1%~85.8%。与ZSM-5相比,[B,Al]-IM5的反应温度较低(300℃),乙烯转化率较高(98.5%),可以稳定运行105 h,较文献报道的改性ZSM-5分子筛和中试IM-5分子筛分别延长了25 h和78 h。

中科院大连化学物理研究所科研成果介绍催化千气制乙苯成套技术

项目简介及应用领域1.原料:苯和富乙烯气其中,富乙烯气:催化裂化(FCC)干气、催化裂解(DCC、渣油裂解、C_(4+)烃类裂解等)干气、MTP副产乙烯气、聚乙烯装置尾气、甲苯甲醇烷基化联产低碳烯烃过程尾气等,要求乙烯含量>10%。2.产品市场需求乙苯,优级品。乙苯是生产苯乙烯,进而生产塑料、橡胶、树脂的重要原料,广泛应用于汽车、家电、建材、包装、医药等行业。目前我国乙苯-苯乙烯需求量900万t/a,近40%依赖进口。

干气制乙苯装置烷基化催化剂快速失活原因分析

介绍了中国石油化工股份有限公司安庆分公司干气制乙苯烷基化催化剂快速失活情况,讨论了快速失活的原因,分析了原料干气或苯中碱性物质的来源以及对催化剂的影响,提出了碱性物质以外的杂质也会影响催化剂活性的观点。实验分析表明,催化装置干气除含有氨气外,还存在未知氮化物。工业试验结果表明:来自于催化装置以外的尾气,可显著影响烷基化催化剂的活性;将成分复杂的尾气和部分干气改出系统后,催化剂活性可以保持长时间稳定。生产中进行了水洗系统改造、改出成分复杂的尾气、加强上下游装置沟通,烷基化催化剂实际使用寿命大幅超出正常使用寿命。

偏三甲苯装置节能研究

在偏三甲苯装置常规双塔热集成精馏工艺基础上,分析了重沸器高温凝结水通过两级闪蒸发生1.0MPa蒸汽和0.4MPa蒸汽,比直接高温凝结水外送可降低能耗2.713kg标油/t原料;以产能5×10^(4)t/a的偏三甲苯装置为例,在脱轻塔顶设置热水换热器回收塔顶低温热产生热水,可回收热量10481kW,脱轻塔顶空冷风机大部分可以停开,节约用电153.3kW·h,可节约能耗24.22kg标油/t原料,节约操作费用925万元/a,该部分投资工程费约300万,回收期短;100×10^(4)t/a PX装置吸附分离单元抽余液塔顶气富裕热量5WM,该抽余液塔顶气直接供给偏三甲苯装置重沸器作热源,可代替3.5MPa蒸汽7.614t/h,扣除产1.0MPa蒸汽的能耗差值,可以节约能耗4.321kg标油/t原料;以上措施能耗合计降低31.254kg标油/t原料。还可通过优化换热流程、热进料热出料、采用节能设备、设置在线分析仪、装置卡边操作、改用导热油作热源等措施进一步稳定装置操作及降低能耗。这些节能方法投资回收期短,经济性好,可实施性强,对同类装置的工程设计及装置节能操作具有借鉴意义。

对二甲苯结晶相关三元和四元体系固液相平衡数据预测

针对对二甲苯结晶相关的由C_(8)芳烃、甲苯和苯组成的三元和四元固液相平衡体系,选取固液相平衡计算模型—Van′t Hoff方程简式,预测了对二甲苯-乙苯-苯、邻二甲苯-乙苯-苯和间二甲苯-乙苯-苯三元体系,以及对二甲苯-间二甲苯-乙苯-甲苯、对二甲苯-邻二甲苯-乙苯-甲苯、对二甲苯-间二甲苯-乙苯-苯、对二甲苯-邻二甲苯-乙苯-苯和间二甲苯-邻二甲苯-乙苯-苯四元体系固液相平衡数据。结果表明:Van′t Hoff方程简式适用于对二甲苯装置对二甲苯结晶相关体系中由C_(8)芳烃、甲苯和苯组分组成的三元和四元固液相平衡体系计算;利用三元和四元体系固液相平衡数据可绘制各体系的固液相平衡相图,为对二甲苯结晶相关的由C_(8)芳烃、甲苯和苯组分组成的体系固液相平衡数据测量和有关研究、设计、模拟优化提供理论指导和依据。

高通量管换热器在乙苯装置中的应用

以高通量管换热器在乙苯装置中的应用为例,进行了传质、传热过程的参数对比与工艺设计优化,通过高通量管换热器与普通管壳式换热器在传热效率、节能降耗、投资占地等方面的综合对比,证明了高通量管换热器具有明显应用优势,能够达到提升能效、节能降碳和增强乙苯装置竞争力的效果。

甲乙苯合成技术的研究进展

甲乙苯作为合成高性能聚甲基苯乙烯的关键单体,在化工原料领域占据着举足轻重的地位。文章聚焦于C 9芳烃分离、甲苯与乙烯或乙醇烷基化反应等甲乙苯合成技术的研究进展,旨在为未来的技术发展提供指导和启示。

焦化苯精制生产工艺改造

苯在工业生产中用途广泛,其主要来源于焦化苯的精制。文章通过对原15万t润滑油加氢装置的工艺内容改造、设备改造、土建改造、自控改造和电气改造,达到将粗苯中硫化物如噻吩等物质脱除的目的,精制成的合成苯满足工业使用要求。

二甲苯塔底泵国产化研发及应用

二甲苯塔底泵是对二甲苯(PX)装置中的关键设备,该泵直接影响下游工艺流程的正常运转。以中国石化海南炼油化工有限公司的大型芳烃装置项目为例,针对PX装置中的二甲苯塔底泵开展国产化研发。介绍了设备研发过程中的水力模型研究及加工铸造的详细过程。经过实验测试及实际运行检验,设备各项数据参数优良,满足相关要求,实现了二甲苯塔底泵国产化研发制造的目标,该设备能够代替国外同类型产品,且最终顺利投入使用。

Mn/Cr_(2)O_(3)催化剂的甲苯催化氧化性能研究

为了解决挥发性有机化合物(VOCs)燃烧处理效率低的问题,通过水热合成法制备了Cr_(2)O_(3)纳米粒子,再以浸渍法负载Mn组分,得到系列Mn Cr_(2)O_(3)催化剂,表征了其物理化学性质,评价了其催化甲苯氧化反应的性能。结果表明:相较于Cr_(2)O_(3)催化剂,MnO_(x)的负载在诱导铬基载体产生有序介孔结构的同时,增大了催化剂的比表面积,有效提高了活性MnO_(x)的分散度,维持了Mn Cr_(2)O_(3)催化剂的结构稳定性,解决了活性组分易聚集失活的问题;当Mn质量分数为20%时,Mn Cr_(2)O_(3)催化剂展现出最高活性,甲苯转化率为50%,90%,100%时温度分别为210,229,240℃;同时,该催化剂在240℃、50 h的稳定性测试中,甲苯转化率能够保持在100%,这说明通过控制Mn组分的掺入量,能够有效调控系列Mn Cr_(2)O_(3)催化剂的孔道结构、金属-载体间的相互作用及抗积炭能力,以期进一步优化催化性能。

芳烃抽提装置蒸汽系统节能优化分析

在芳烃抽提装置运行过程中,蒸汽系统的能耗对整个装置的运行效益产生影响。蒸汽系统的运行效益会在一定程度上影响炼化厂的整体运行效益。在本次研究过程中,主要针对芳烃抽提装置在开车阶段的蒸汽无法外送问题以及凝结水系统的换热网络能耗问题进行深入研究,并根据问题产生的具体原因进行节能优化改造。通过研究可以确定对蒸汽系统进行节能优化改造后,蒸汽系统的能耗能够明显降低,经过计算,节能改造后的系统每小时能够节约能耗16.00kg标准油。并且此次改造的整体投入费用比较低,在10万元以下,经过运行计算,每年能够节省能耗费用大约500万元,大大降低了装置的运行成本,提升了芳烃抽提装置的运行效益。