间歇式水热合成制备丝光沸石膜及其异丙醇脱水应用

采用市售廉价大孔α-Al_(2)O_(3)管作为基质材料,通过热浸渍法在管外表面涂敷晶种,随后在无模板剂体系下,利用新型的间歇式水热合成法制备丝光沸石膜。对比了传统加热和间歇式加热对丝光沸石膜形貌、结构及渗透蒸发异丙醇脱水分离性能的差异。考察了合成液中Na_(2)O/SiO_(2)、SiO_(2)/Al_(2)O_(3)和NaF/SiO_(2)物质的量之比在间歇式水热合成下对丝光沸石膜的影响。研究结果表明,当合成液中Na_(2)O/SiO_(2)、SiO_(2)/Al_(2)O_(3)和NaF/SiO_(2)物质的量之比分别为0.24、16.7和0.25时,制备的丝光沸石膜渗透蒸发异丙醇脱水分离性能最佳,在75℃下,对异丙醇/水(9:1,w/w)的渗透通量达5.60 kg·m^(-2)·h^(-1),水对异丙醇的分离因数大于10000。

正丙醇脱水常规共沸精馏工艺与隔壁塔精馏工艺经济性对比与分析

使用Aspen Plus软件对正丙醇脱水常规双塔共沸精馏流程进行模拟和全局经济优化,在此基础上,进一步提出正丙醇脱水的共沸精馏隔壁塔三塔等价模型分离方案,并对该流程进行模拟和优化。结果表明:共沸精馏隔壁塔工艺过程与常规共沸精馏工艺过程相比,设备费用降低52.52%,年度操作费用节约70.33%,年度总费用降低65.02%。这一研究结果将对化工生产中醇类脱水分离的工业应用具有一定的理论指导意义。

亲水性沸石膜在异丙醇脱水中的应用及其耐酸性研究

采用二次生长法,在α-Al2O3陶瓷管上制备亲水性NaA、T型、ZSM-5沸石膜,采用SEM对其进行表征.比较3种亲水性膜在异丙醇/水体系的渗透汽化性能,考察其在不同的料液温度下对异丙醇的分离效果.通过优化膜合成液中Si/Al和F-/Si的摩尔比、合成时间等条件,提高ZSM-5沸石膜的渗透汽化性能.分析考察膜的耐酸性能,结果显示ZSM-5沸石膜具有良好的耐酸性;将ZSM-5沸石膜在pH为5.8的酸性溶液浸泡10天后,用于97%的乙酸乙酯/水体系中渗透汽化脱水,渗透液水含量可达99.59%,渗透通量可达0.12kg/(m2·h),分离因数高达7 894.

正丙醇脱水萃取与共沸精馏隔壁塔工艺经济性对比

针对正丙醇脱水分离的常规萃取精馏及共沸精馏工艺能耗较高的缺点,提出以二甲基亚砜(DMSO)为萃取剂的萃取精馏隔壁塔工艺、以乙酸乙酯为共沸剂的共沸精馏隔壁塔工艺两种分离方案。利用Aspen Plus软件进行了以上两种流程模拟并以年度总费用最低为优化目标对两种工艺分别进行全局优化,得到两种流程的最优设备及操作参数,并对其经济性进行对比分析。结果表明:共沸精馏隔壁塔工艺的年度操作费用比萃取精馏隔壁塔工艺降低约28.68%,其年度总费用降低约17.63%,说明共沸精馏隔壁塔工艺更具经济优势和工业应用性。

正丙醇脱水共沸精馏节能设计与动态控制

针对正丙醇脱水过程设计了减压共沸精馏(ADRP)与共沸精馏隔壁塔(ADWC)2种节能流程,分别从稳态优化与动态控制2个方面对ADRP和ADWC 2种流程进行研究.基于年度总费用(TAC)最低的稳态优化后可以得出,ADWC具有更优的节能效果,其TAC值低于ADRP约25.65%.动态控制研究中,ADRP可以对±20%进料组分波动进行有效控制,而ADWC只能有效控制±10%进料组分波动,且由于使用组成控制器串级方案,其回稳时间较长.结果表明,ADWC在节能方面具有较大优势,但动态控制结构较复杂且抗干扰能力有限是影响其广泛工业应用的重要问题.

渗透汽化异丙醇脱水ZSM-5沸石膜的制备与表征

采用二次生长法在无有机模板剂条件下水热晶化制备高质量纯相ZSM-5沸石膜。考察了Na2O/SiO_2摩尔比和Na F/SiO_2摩尔比对制备ZSM-5沸石膜及其结构、形貌与渗透汽化异丙醇脱水分离性能的影响。结果表明,在较低Na2O/SiO_2摩尔比或Na F/SiO_2摩尔比下制备的沸石膜膜层结晶度低;而在较高Na2O/SiO_2摩尔比或Na F/SiO_2摩尔比时,易转晶生成mordenite沸石晶体;仅在Na2O/SiO_2摩尔比为0.17、Na F/SiO_2摩尔比为0.9时,制备出高质量纯相ZSM-5沸石膜,其膜层平整、连续、致密且结晶度高,该膜在渗透汽化异丙醇脱水中具有最佳的分离性能,其渗透通量为3.88 kg/(m2·h),水对异丙醇的分离系数达10 000以上。

酸处理ZSM-5分子筛催化异丙醇脱水反应性能

本文采用柠檬酸和磷酸对ZSM-5分子筛进行处理,用XRD、SEM等手段对不同酸处理ZSM-5分子筛催化剂进行表征,并考察其催化异丙醇脱水制备异丙醚的反应性能,探究不同酸处理ZSM-5分子筛对异丙醇脱水反应的影响。结果表明:柠檬酸处理比表面积和中孔数量增多,而磷酸处理后其比表面积和介孔数量减少。其中0.5mol/L柠檬酸处理后的样品催化活性最佳,异丙醇转化率为42.88%,异丙醚选择性为81.25%。

聚合物支撑柔性有机二氧化硅杂化膜的制备与异丙醇脱水应用研究

以1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷(BTESE)为硅源前驱体,通过溶胶-凝胶法在多孔聚合物基底上沉积桥联微孔有机二氧化硅活性分离层,制得高性能聚合物支撑的柔性有机二氧化硅"层杂化"膜.采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换衰减全反射红外光谱仪(ATR-FTIR)与X射线光电子能谱仪(XPS)等手段系统地考察了支撑体孔径大小以及有机二氧化硅溶胶含量对有机二氧化硅层的形貌以及杂化硅微孔网络的影响.随后,将该膜应用于异丙醇/水混合液(异丙醇质量分数90%)的蒸汽渗透脱水.研究发现,通过改变溶胶含量和基膜孔径,可有效调控柔性有机二氧化硅"层杂化"膜的结构与成膜质量,最终获得具有高性能的柔性有机二氧化硅杂化膜.结果表明,随着BTESE溶胶含量的增加,BTESE层厚度呈线性增加,溶胶质量分数为5%时,BTESE层厚约300 nm,膜BTESE 5%/NTR7430的分离因子最高可达1200,水通量约为1.77 kg/(m^(2)·h).此外,聚合物基膜的孔径尺寸也明显影响有机二氧化硅活性层的沉积量并最终影响膜的分离性能.

Al_(2)O_(3)-SPU-W分子筛催化异丙醇脱水制二异丙醚的反应动力学

挤条成型用不同含量Al_(2)O_(3)的SPU-W分子筛,并将其应用到异丙醇脱水制备二异丙醚的反应中。采用X射线衍射仪(XRD)手段对成型的SPU-W分子筛进行表征,并考察其在异丙醇分子脱水反应中的催化活性和反应动力学。结果表明,SPU-W分子筛中加入质量分数为15%的Al2O3具有较好的反应活性,该催化剂在异丙醇分子间脱水反应中符合一级反应,反应速率常数为0.106。

丙醇脱水能耗模拟研究

丙醇是一种重要的化工原料,直接合成或副产的丙醇通常含水,丙醇脱水是丙醇生产的重要技术环节。丙醇与水产生共沸,普通精馏技术无法得到高纯丙醇。模拟研究了萃取精馏工艺应用于丙醇脱水,针对不同操作参数对萃取精馏丙醇脱水的能耗影响,可为工业生产过程提供参考。

改性复膜对微水异丙醇的渗透汽化脱水

介绍了用缩甲醛改性的PVA/PAN复合膜的制备方法,并用于质量分数低于5%的微水异丙醇体系的渗透汽化(PV)深度脱水研究,考察了操作温度、料液浓度与操作压力等因素对分离性能的影响。渗透通量J与分离系数α均随温度的升高而增大,而随料液异丙醇浓度的升高J减小而α增大,在72℃、1.6 kPa膜后压力下,该膜对含异丙醇质量分数为98%的体系,仍有α=316,J=262 g/(m.h)的分离效能,显示了较好的工业应用前景。

中国石化大连石油化工研究院开发出灵活联产异丙醇的丙酮制丙烯(ATI/P)技术

异丙苯法是中国生产苯酚与丙酮的主流路线,该路线的特点是生产1 t苯酚联产0.62 t丙酮。由于苯酚与丙酮下游产品需求不同,目前,中国苯酚需求旺盛,丙酮下游需求乏力,导致丙酮出现结构性过剩趋势。2021年3月,中国石化大连石油化工研究院成功开发出的“灵活联产异丙醇的丙酮制丙烯(ATI/P)技术”,可解绑苯酚与丙酮,解决丙酮过剩难题。该技术由丙酮加氢生产异丙醇和异丙醇脱水生产丙烯2个反应工段组成。丙酮加氢段所用催化剂为铜基催化剂,体积空速为0.5~0.7 h-1,反应温度为100~150℃,丙酮转化率>99%,异丙醇选择性>99%,生产的异丙醇满足GB/T 7814—2017《工业用异丙醇》优等品指标;异丙醇脱水段所用催化剂为固体酸催化剂,异丙醇转化率≥98.0%,丙烯选择性≥99.5%,产品丙烯可作为酚酮装置原料,降低丙烯消耗。

恒沸精馏在异丙醇胱水中的应用

本文采用恒沸精馏脱水工艺回收异丙醇,就恒沸剂的选择、工艺、装置与操作作了介绍。

介孔纳米氧化铝的制备、表征及其应用

以聚醚胺——O,O'-二(2-氨基丙基)聚丙二醇-嵌段-聚乙二醇-嵌段-聚丙二醇为模板剂,异丙醇铝为铝源,采用溶胶-凝胶法制备了蠕虫状介孔纳米氧化铝,比表面积为341.1 m2.g-1,平均孔径17.4 nm,孔体积1.54 cm3.g-1,并探讨了其在异丙醇脱水制丙烯反应中的应用。结果表明,介孔纳米氧化铝是一种高效的异丙醇脱水制丙烯催化剂,当异丙醇空速分别为0.5 h-1、1.0 h-1和2.0 h-1以及反应温度分别为(230～320)℃、(250～340)℃和(260～350)℃时,异丙醇转化率大于99.0%,丙烯选择性大于98.5%。

Keggin型杂多酸表面和体相的催化活性和选择性之差异的研究

本文以异丙醇脱水、甲醇转化等为模型反应,采用改变12-钨磷酸在载体SiO_(2)上担载量的办法,对Keggin型杂多酸催化剂进行了研究,结果表明:HPA的表面和体相酸中心,对于极性较大可进入其体相内部的异丙醇分子的脱水反应,在担载量为5×10^(-5)-1.5×10^(-1)mol HPA/(dm)^(3)SiO_(2)的范围内,具有相同的转化频率。HPA的表面和体相酸中心具有不同的催化选择性。

锗抛光片干燥技术研究

在锗加工工艺中,干燥技术对于加工的成品率和抛光片表面质量有着重要的影响。介绍了异丙醇脱水干燥技术的原理,分析了异丙醇脱水技术对超薄锗抛光片的适用性。采用湿法清洗技术,有效去除了表面沾污和抛光后的表面氧化产物,控制了抛光片表面GeO_2的生成。采用异丙醇脱水技术成功实现了140μm厚锗抛光片的干燥。

12-钨磷酸及其盐的酸性与催化性能的研究

红外法研究结果表明12-钨磷酸Fe^(3+)、Mg^(2+)和Na^(+)盐都具有L酸点和B酸点。用Benesi法测得10种12-钨磷酸盐的酸强度顺序为(Al_(3+)、Fe^(3+)、La^(3+)、Cu^(2+)、Cd^(2+))>Zn^(2+)>(Ca^(2+)、Mg^(2+))>(Na^(+)、Li^(+)),其酸量与抗衡阳离子的离子势和电负性大体成线性关系。还看出酸量与所含结晶水量有关。催化剂的酸量与其对异丙醇脱水反应和丁烯-1异构化反应的催化活性的关系表现出不同的特征,这可用“体相型”和“表面型”催化作用的不同特点来解释。

无氟体系制备高性能T型分子筛膜

T型分子筛膜兼具亲水性与耐酸性潜力,在有机溶剂脱水领域极具优势.通过大小晶种匹配的方法在粗糙大孔管状载体上制备了连续平整的晶种层,进而通过无氟路线合成出了高选择性T型分子筛膜,并重点考察了搅拌与晶化方式、硅源、水硅比对T膜形貌与性能的影响.最优条件下制备的T膜用于分离75℃、质量分数90%异丙醇/水混合体系时,通量达到了4.30kg/(m^(2)·h),分离因子大于10000,在180h测试期内分离性能保持稳定.结果表明,无氟体系制备T型分子筛膜具有重要的应用价值.

Mitsui丙酮制丙烯技术对苯酚生产厂有吸引力

日本Mitsui石化公司开发的丙酮加氢制丙烯工艺,于1992年在日本的千叶市川建20万t/a丙烯生产装置投产。在该工艺中需用12万t/a丙酮作为转化为丙烯的原料,而该丙酮则来自苯酚生产的副产。丙酮加氢先制得异丙醇,异丙醇脱水得粗丙烯,然后粗丙烯提纯即制得产品丙烯。丙酮加氢系采用特定的催化剂,在固定床反应器中进行的。在该加氢反应中不消耗氢气。