碘催化甲烷气-液氧化反应本征动力学研究

在高压反应釜中,以发烟硫酸为溶剂,碘为催化剂,温度为443~473K、甲烷压力3.0MPa的条件下进行了甲烷气-液氧化反应。通过对实验数据的拟合得出本征动力学反应速率方程为:-rA=kCA,其中,443K、453K、463K和473K温度下的反应速率常数分别为0.0271、0.0284、0.0344和0.0391,活化能E为22.49kJmol-1,频率因子k0为11.75min-1。

二氧化碳加氢制甲醇本征反应动力学研究

为实现“双碳”目标,针对燃煤电厂二氧化碳(CO_(2))制大宗化学品甲醇(CH3OH),在温度为200~280℃、压力为3.0~6.0 MPa、原料气中氢气(H_(2))与CO_(2)物质的量之比为3~9、空速为9600 mL/(g·h)的条件下,研究了二氧化碳加氢制甲醇本征反应动力学,建立了幂函数动力学模型,并回归拟合得到了模型参数;经残差分析及统计校验,表明模型是适当的,可为工业反应器设计提供依据。通过动力学模型模拟,研究了工艺条件对二氧化碳加氢制甲醇反应的影响,并对比分析了实验值与模型计算值,进一步验证了动力学模型的适用性,并得到最优工艺条件,其中温度为260℃、压力为4.5 MPa、原料气中H_(2)与CO_(2)物质的量之比为4。

液相合成甲基叔戊基醚本征反应动力学的研究

采用国产大孔磺酸树脂在内循环无梯度反应器对液相合成甲基叔戊基醚本征反应动力学进行了研究 ,主要考察了甲醇浓度及异戊烯中 2 -甲基 - 1-丁烯和 2 -甲基 - 2 -丁烯的不同比例对反应速度的影响 ,试验得出在甲醇浓度较小时 ,随着甲醇浓度增大 ,反应速度逐渐降低 ,到了一临界值后 ,随着甲醇浓度的增大 ,反应速率缓慢增加 ,同时异戊烯的异构化反应速度不是远大于醚化反应速度。根据试验结果 ,经模型筛选和参数估值 ,得出LHHW机理为最佳模型 ,同时对醚化反应的活化能进行了计算 ,得出 2 -甲基 - 1-丁烯和 2 -甲基 - 2 -丁烯醚化反应的活化能分别为 96 .78,10 2 .0

CO在Cu-Mn催化剂上的催化氧化本征反应动力学

采用共沉淀法制备了用于低温催化氧化脱除气体中CO的Cu—Mn催化剂．通过x射线衍射和扫描电镜对该催化剂进行：分析发现：非晶态催化剂在室温下对CO具有良好的催化氧化活性．同时，在50～80℃范围内，测定了CO在所制备的Cu-Mn催化剂床层上的催化反应等温线，研究了CO在Cu-Mn催化剂床层上的催化氧化本征反应动力学．结果表明：在消除内外扩散的条件下，CO在Cu—Mn催化剂床层上的本征反应是一个表面反应控制的一级催化反应，反应的活化能为43．0kJ／t001．

CO在铜铬银浸渍炭上催化氧化的本征反应动力学

研究了CO在铜铬银浸渍炭催化剂床层上的本征反应动力学。在不同的实验条件下如床层高度 ,催化剂颗粒粒度 ,比速和温度等 ,测定了CO在铜铬银浸渍炭催化剂床层上的反应转化率 ;同时 ,根据可能的催化反应机理建立了反应的机理模型 .实验结果表明 ,在实验范围内 ,CO在铜铬银浸渍炭催化剂床层上的本征反应是一个表面反应控制的一级催化反应 ,反应的活化能是 10 7.2 3kJ·mol-1.

待生剂上焦炭部分氧化制CO本征反应动力学

制备了碳含量(w)为1.7%的待生剂作为焦炭反应的原料,在反应温度510~780℃区间内,开展了以制CO为目的的焦炭部分氧化本征反应动力学研究,获得了不同反应环境下碳转化速率的本征反应动力学参数。实验结果表明:低于780℃时,在碳-水体系中,碳、水的反应级数为零级,碳气化反应的活化能和指前因子分别为161.23kJ mol和116.2s^(-1);在碳-氧-水体系中,当氧和水过量时,碳的反应级数为一级,氧、水的反应级数为零级,待生剂上碳含量(w)低于0.5%时,在510~665℃下碳气化反应的表观活化能和指前因子分别为38.22kJ/mol和1.37s^(-1);在碳-氧-水体系中,当碳和水过量时,氧的反应级数为一级,碳、水的反应级数为零级,碳气化反应的本征活化能和指前因子分别为79.74kJ/mol和311712s^(-1);在反应温度低于800℃时,CO主要由碳和氧反应生成,待生剂上碳与氧反应初始生成CO与CO2的摩尔比λ与温度T的关系为:λ=8.31e(-16736(RT))。

Ru-La_2O_3/Al_2O_3催化剂上CO选择氧化本征反应动力学

采用浸渍法制备了用于CO选择氧化的Ru-La2O3/Al2O3催化剂,研究了CO在Ru-La2O3/Al2O3催化剂床层上的CO选择氧化本征动力学.结果表明,在消除内外扩散的条件下,CO在Ru-La2O3/Al2O3催化剂床层的本征反应是一个表面反应控制的一级反应,反应的活化能为76.24kJ/mol.

化学链燃烧中赤铁矿氧载体的本征反应动力学研究

本文对一种化学链燃烧所用赤铁矿氧载体进行了本征还原反应动力学研究。氧载体颗粒的比表面积及孔径分布测试显示此种氧载体的孔隙率为0.031,表明此种氧载体结构致密,孔隙结构不发达。热重反应器上进行的程序升温还原实验结果显示氧载体的还原反应分阶段进行,并确定第一还原阶段的温度测试窗口为400~650°C。在排除了氧载体颗粒内外扩散的影响后,批次流化床实验分析确定反应的本征活化能为138.55 k J/mol,指前因子为6.8×1013s-1。通过对内外扩散因素的分析,加深了对此种氧载体颗粒与CO的宏观反应特性的认识。本研究结论与前人关于缩核模型、外扩散控制以及较小的表观活化能的研究结论具有良好的相容性。

固定床反应器床层集总动力学

提出了第三类动力学,即床层集总动力学.它将单管反应器中的全部催化剂看作一个整体,在空间尺度上大大高于反应本征动力学和颗粒表观动力学。不同实验条件下的参数估计置信区间和相关系数矩阵的计算表明,床层集总动力学是一个理论上成立、实际上可以做到的适合于固定床反应器的动力学研究方法。

从微型动力学到工业体系的苯乙烯合成

德国Stuttgart大学化工技术研究院的研究者介绍，从机理上解释催化剂模型对加深理解非均相催化工艺具有重要意义。为此提供催化剂模型表面的分析是重要的基础。以乙苯脱氢制苯乙烯为例开发了一个系统，将单晶的外延增长的氧化铁薄膜的研究中获得的知识应用到一种多晶的粉末催化剂的模型上，同时采纳了对多孔粉末催化剂的内表面具有典型意义的单晶表面，因此其性能是由模型表面本征反应动力学和孔扩散的迭加来表征的。不同学科研究方法可尝试借用，测定和模拟在单晶氧化铁薄膜上物种的吸附一脱附性能，通过微型反应器中的转化率测定和表面光谱分析来确定氧化铁的反应机理和失活性能，在微型反应器中通过单晶模型表面分析可求出反应速度，而不受扩散制约。所获得的知识可建立活性表面催化机理的催化剂模型，确定其参数与所测定的活性分布、表面组成的变化是相适应的。该反应动力学模型可与一种多孔催化剂的传质模型结合起来，测定积分反应器中粉末压制品性能，实验证明该模型表面的特性可以应用到多孔催化剂上。