铁钼法甲醛工艺中甲醇转化率低的原因及改进

介绍了河南开祥化工有限公司引进美国DBW铁钼氧化法生产甲醛的工艺,从空气质量、催化剂、氧含量、空速、反应温度、吸收水pH、甲醇雾化率等方面,分析了甲醛生产过程中甲醇转化率低的原因,并总结了实际生产中提高甲醇转化率的方法:控制工艺操作参数、保证催化剂装填质量、注意催化剂的保护等。

基于随机学习因子混沌PSO算法的甲醇合成转化率测量

粗甲醇转化率不仅是粗甲醇的主要技术指标,也是直接影响粗甲醇经济指标的重要因素。在之前工作的基础上,提出了两类随机学习因子混沌粒子群优化算法(RLFPSOC)。两种新算法分别从种群进化初期和后期两个方面引入混沌遍历性的特点,有效提高了算法的全局寻优能力。典型测试函数的仿真实验验证RLFPSOC算法的有效性。最后,将提出的RLFPSOC算法用于神经网络参数的优化,并建立甲醇合成塔转化率预测模型。实验结果表明,基于RLFPSOC的神经网络模型能够较好地预测甲醇合成转化率,并进一步验证了RLFPSOC算法的全局收敛性能。

基于改进生物地理学算法的甲醇合成转化率软测量

甲醇是一种重要的工业原料,甲醇合成反应是甲醇生产中重要的环节,甲醇合成转化率是甲醇合成反应中的关键指标,以甲醇合成转化率为对象建立准确的软测量模型可以有效指导甲醇合成过程的控制。生物地理学优化(BBO)算法是一种新型智能优化算法,结合粒子群优化(PSO)算法提出一种改进的生物地理学优化算法,称为BBOPSO。在14个基准测试函数上,对改进的算法、基本BBO算法、基本PSO算法及其他两种算法进行比较,结果表明改进的算法优于所比较的其他算法。最后,用改进的算法优化BP神经网络的参数,获得了甲醇合成转化率模型,实验结果表明,基于改进算法的神经网络模型能够较好的预测甲醇合成转化率。

基于高斯过程和改进教与学优化算法的甲醇合成转化率软测量

针对高斯过程软测量建模过程中,常用的共轭梯度法难以完成高维协方差矩阵的超参数确定等问题,引入了教与学优化算法(TLBO)对高斯过程的训练过程进行了优化,提高了模型训练速度。并对基本的教与学优化算法做出了相应的改进:一是改进了算法的"学生阶段";二是增加了"课外阅读阶段",提高了算法的性能。将这一建模方法应用于甲醇合成转化率测量中,结果表明,该方法具有较好的估计精度。

基于改进蚁群神经网络的甲醇合成塔转化率预测

为提高甲醇合成塔转化率的预测精度,提出一种改进蚁群算法(ACO)优化BP神经网络权值和阈值的方法。首先,利用BP神经网络建立起预测模型,然后,以网络的误差为目标函数,用蚁群算法对其权值和阈值进行寻优,再在原有的蚁群算法的基础上加以改进,提高算法总体的精度。将改进蚁群算法(IACO)运用于BP神经网络,较好的提高了BP网络的学习能力和泛化能力,尤其是泛化能力。将改进蚁群神经网络(IACO-BP)模型应用于甲醇合成塔转化率的预测,实验结果表明,该模型能够较好的预测甲醇合成塔的转化率,进一步证明了IACO-BP模型具有很好的泛化能力。

基于反应特性的可变截面甲醇水蒸气重整反应器优化

研究了双套管式甲醇水蒸气重整(Methanol steam reforming,MSR)反应器在热空气加热条件下重整通道中的流场特征和催化床的温度分布特性,结果表明:催化床的温度沿流向迅速降低,最低温度在距催化床入口15 mm至20 mm处;然后,温度随流动方向逐渐升高至反应温度;此外,沿半径方向从中心到壁面催化床温度逐渐升高,热阻的存在使得催化床中心的温度低于周围的温度。根据这一反应特点,本文提出了一种变截面重整反应器,以充分利用供热能量,提高反应效率;然后利用响应面分析法(Response surface methodology,RSM)对变截面反应器的结构参数进行了优化。结果表明,在相同的边界条件下,加热通道重整入口处的外半径R_(1)=49.94 mm,最小横截面处的半径R_(2)=39.99 mm,最小横截面到催化床入口的距离D=98.44 mm,甲醇转化率显著提高。

混合核函数在线支持向量机在甲醇合成中的应用

针对甲醇生产过程中高度的非线性和时变性,采用精确在线支持向量机模型预测粗甲醇的转化率。在线支持向量机模型一般采用单一的核函数,混合核函数可以弥补单一核函数的不足,提高模型的泛化能力和学习能力。为了使模型的预测精度进一步提高,在混合核函数的基础上运用在线误差校正方法。将基于混合核函数和误差校正的在线支持向量机建模方法应用在煤制甲醇数据上,通过与传统支持向量机和准确在线支持向量机模型对比,仿真实验和分析结果表明改进的在线支持向量机模型比传统支持向量机预测精度高,能够实现粗甲醇转化率的实时预测,从而更好的指导甲醇生产。

改进的粒度支持向量机在甲醇合成中的应用

针对甲醇合成过程中的复杂性和非线性等问题,利用共享最近邻(SNN)相似度将训练样本划分成若干个信息粒,然后分别进行支持向量提取,最后将提取出的支持向量融合,建立最终粗甲醇转化率预测模型。试验结果表明,改进的粒度支持向量机(GSVM)可以将"冗余数据"进行删减,获得更"稀疏"的回归模型,精度也高于传统支持向量机的粗甲醇转化率模型,从而能更好地指导甲醇生产。

加法规则的多核学习在甲醇合成中的应用

对粗制甲醇的化学转化过程进行了研究,针对甲醇生产过程中工艺参数与产品质量之间非线性和时变性的问题,为了更好地预测甲醇产率,提出了一种加法规则的多核学习支持向量回归机算法。所提算法依据正定核函数的构造原理,采用将基本核函数进行相加的规则来组合多核函数,进而,建立多核学习支持向量回归机的甲醇合成转化率预测模型。甲醇数据的实验结果表明,对比传统支持向量回归机模型,所提出的加法规则的多核学习模型的甲醇转化率预测精度更优,可以更好地指导甲醇合成。

双套管式甲醇水蒸气重整制氢反应器性能强化研究

以双套管式甲醇水蒸气重整制氢反应装置为研究对象,首先建立以热空气供热重整反应的反应器物理模型,探究在热空气供热条件下,空气温度、流速等参数对甲醇重整制氢的影响;其次,为充分利用供热能量,在供热通道中增加了强化换热的肋片(直肋和波浪肋),分析了3种构型反应器的甲醇转化率和得氢率;最后,为得到较优的反应器结构,采用响应面分析法对波浪肋的结构特性参数进行了优化设计。研究结果表明:甲醇的转化率随空气温度和流速增加而增加;无肋双套管重整反应器装置制氢效率较低,装置出口热空气温度较高,不利于能量优化利用;增加了强化换热肋片的反应器在相同边界条件下甲醇转化率和产氢率都更高,其中,带波浪肋的反应器的性能改善效果更加明显;在波浪肋的特征参数中,肋片高度、肋周期和肋圆半径对反应器传热及甲醇转化率影响较大,肋角的影响较小;当肋高度为10.46 mm,肋周期为5倍半径,肋角度为53.49°,肋圆半径为9.98 mm时,甲醇转化率可达到99%以上。

甲醇重整制氢反应器的模拟研究

在Peppley等人提出的甲醇水蒸汽重整反应机理的基础上建立了甲醇重整制氢反应器的模型。并依据所建立的模型对不同压力及空速下甲醇的转化率进行了模拟并与实验数据进行了对比,结果显示甲醇转化率的模拟值与实验数据有较好的吻合(相对误差1.13%)。在所建立模型的基础上,进一步地讨论了反应器入口甲醇比率和入口温度对甲醇转化率以及单位甲醇制氢量的影响。并得出了在所给出的操作条件下,当入口温度为570K,FM,R/FM,B=8.5时,单位甲醇的制氢量最高,可达到2.64(mol/mol)。

小型甲醇水蒸气重整制氢系统性能测试平台及其实验研究

以1 m^(3)/h(标准状态下,下同)制氢量的甲醇水蒸气重整制氢系统为研究对象,提出了重整制氢工艺流程及系统设计;采用Aspen Plus流程模拟软件建立甲醇水蒸汽重整制氢热力学模型,并对不同工况下的制氢量和气体组分进行数值模拟;同时研制了一套甲醇水蒸气重整制氢系统性能测试平台,并在不同的水醇比、压力及温度等变工况下进行实验研究。实验结果表明,在2.44 MPa、235℃和250℃工况下甲醇转化率达96.75%以上,制氢量达1.7 m^(3)/h,此时甲醇消耗量为5.3 kg,H2产出量约为1.0 kg,验证了搭建系统性能的优异性;对比模拟、实验及文献结果,H2质量流量的模拟和实验结果最大误差为7.41%,CO和CO_(2)质量流量、甲醇转化率及CO选择性等误差均小于1%,模拟及实验结果偏差较小;实验测试制氢量、甲醇转化率和CO浓度增幅与文献结果具有良好的一致性,验证了甲醇水蒸气重整制氢测试平台的可靠性和准确性。

Zn-Ni型甲醇水蒸气高温重整制氢催化剂

本文开发了一种Zn-Ni型甲醇水蒸气高温重整制氢催化剂。选用列管反应装置模拟活性测试,考察了SRM-5催化剂在不同反应温度、反应压力、液空速对甲醇水蒸气重整制氢的甲醇转化率及H_2选择性的影响,由此确定了催化剂的最佳适用范围(使用温度为350~400℃,使用压力≤2.0MPa,进料液空速≤3.0 h^(-1));同时,还考察了SRM-5催化剂的活性稳定性,连续运行720 h,催化剂活性变化不大,表现出优异的活性稳定性。在甲醇重整制氢燃料电池领域具有良好的应用前景。

第三代甲醇制烯烃(DMTO-Ⅲ)技术通过科技成果鉴定

2020年11月9日,由中科院大连化物所研发的第三代甲醇制烯烃(DMTO-Ⅲ)技术在北京通过科技成果鉴定。此前的9月26日,中国石化联合会组织专家对中试装置进行了72 h现场连续运行考核,考核结果为甲醇转化率99.06%,乙烯和丙烯的选择性85.90%,吨烯烃(乙烯+丙烯)甲醇单耗为2.66 t。

甲醇制低碳烯烃新一代技术开发又获新突破

继世界首套万吨级甲醇制取低碳烯烃(DMTO)技术成功开发后,由陕西煤业化工集团、中科院大连化物所和中石化洛阳石油化工工程公司联合开发。

EQ-101型铁钼甲醛合成催化剂的工业应用

针对铁钼法甲醛生产工艺进口催化剂国外技术垄断、价格昂贵的现状,自主研发了EQ-101型铁钼甲醛合成催化剂,并进行了工业应用。介绍了EQ-101型甲醛催化剂的物性指标及催化剂装填情况;分析了采用该催化剂后开车阶段和工业运行阶段甲醛产品质量和ECS入口尾气副产物等工艺指标。结果表明,甲醛产品质量和ECS入口尾气副产物各项指标可满足工艺要求,生产1 t质量分数37%的甲醛平均甲醇单耗约430 kg,甲醛收率92%,甲醇转化率98%,与进口催化剂水平相当,具备工业推广条件。

用于MTP反应中的P-ZSM-5催化剂失活与再生研究

采用X射线粉末衍射、氮气等温吸附和脱附、氨程序升温脱附、热重等表征手段对失活及再生催化剂进行了表征,并考察了催化剂再生后甲醇转化率及丙烯选择性的变化规律。结果表明,随着催化剂再生次数的增加,甲醇转化率没有明显变化,而丙烯的选择性有所上升,同时,再生过程没有破坏催化剂的结构,P-ZSM-5催化剂可以循环使用。

二甲醚装置问题分析及改进措施

针对150kt/a二甲醚装置自投产以来出现的运行不稳定、甲醇转化率低、产能低、消耗高、设备腐蚀等问题进行分析,查找原因,提出改进措施,实现了装置的稳定运行、达产达标及节能降耗。

优化甲胺装置工艺流程 提高精馏Ⅴ塔精馏效率

安阳九天精细化工有限责任公司有30 kt/a和60 kt/a甲胺装置各一套,生产运行中,由于甲胺合成催化剂已至使用寿命后期及甲醇回收塔(精馏Ⅴ塔)精馏效率不高等方面的原因,造成精馏Ⅴ塔排向450循环水系统的排水有异味,极大地影响厂区及周边居民区的生活环境,且450循环水水质逐渐变差。为此,九天公司结合生产系统的实际情况,拓展思路,大胆创新,通过工艺流程优化,利用现有装置及管线实现两套甲胺装置精馏Ⅴ塔的联运,从而提高了两套甲胺装置精馏Ⅴ塔的精馏效率和甲胺合成系统的甲醇转化率,延长了催化剂的使用寿命,减轻了企业的环保压力。

二甲醚生产技术进展

近年来,随着二甲醚(DME)建设热潮的兴起,我国二甲醚工艺技术有了进一步发展,已达到国际先进水平。因此从技术上来讲。