Magnetically stabilized bed reactor for selective hydrogenation of olefins in reformate with amorphous nickel alloy catalyst

A magnetically stabilized bed （MSB） reactor for selective hydrogenation of olefins in reformate was developed by combining the advantages of MSB and amorphous nickel alloy catalyst. The effects of operating conditions, such as temperature, pressure, liquid space velocity, hydrogen-to-oil ratio, and magnetic field intensity on the reaction were studied. A mathematical model of MSB reactor for hydrogenation of olefins in reformate was established. A reforming flow scheme with a post-hydrogenation MSB reactor was proposed. Finally, MSB hydrogenation was compared with clay treatment and conventional post-hydrogenation.

尼龙-6单体己内酰胺绿色生产技术

中石化石油化工科学研究院有限公司历经30年持续创新,成功开发尼龙-6单体己内酰胺绿色生产技术,主要包括:环己烯酯化加氢制环己酮绿色合成新途径,空心TS-1分子筛与浆态床集成用于环己酮氨肟化,S-1分子筛与移动床集成用于环己酮肟气相贝克曼重排,非晶态镍催化剂与磁稳定床集成用于己内酰胺精制。与引进己内酰胺生产技术相比,碳原子和氮原子利用率明显提升,三废排放显著减少,无副产低价值硫酸铵,装置投资大幅下降,生产成本明显减少。

磁稳定床反应器中己内酰胺加氢精制过程研究

对以非晶态合金 (SRNA- 4 )为催化剂的磁稳定床己内酰胺加氢精制过程进行了研究 ,研究了各种操作参数对反应结果的影响 ,考察了催化剂的稳定性 ,建立了反应器模型。实验结果表明 ,在磁稳定床反应器中对己内酰胺水溶液加氢精制 ,可使己内酰胺水溶液的 PM值从 10 0 s提高到 30 0 0 s以上 ,催化剂寿命 135 0h;与工业上搅拌釜式己内酰胺加氢精制工艺相比 ,催化剂耗量可降低 5 0

磁稳定床反应器中己内酰胺加氢精制应用研究

采用工业原料在6 kt/a中试装置上对以镍系非晶态合金为催化剂的磁稳定床反应器中己内酰胺的加氢精制过程进行了研究,考察了各种操作参数对反应结果的影响以及催化剂的稳定性。试验结果表明,己内酰胺水溶液经预溶氢后磁稳定床反应器加氢精制或气液固三相磁稳定床反应器加氢精制,在氢液体积比0.7-1.5、反应温度80-100℃、反应压力0.4-0.9 MPa、空速30-50 h-1、磁场强度15-32 kA/m的条件下,加氢后溶液的高锰酸钾值(PM)从50 s提高到2 000 s以上,催化剂寿命达3 200 h以上;与工业上搅拌釜式己内酰胺加氢精制工艺相比,催化剂耗量可降低60％。

镍基非晶态合金加氢催化剂与磁稳定床反应器的开发与工业应用

报道了开发镍基非晶态合金加氢催化剂的实验室研究、中试研究及工业应用研究结果。向非晶态合金中加入少量原子半径大的其他元素 ,使非晶态合金的晶化温度由 36 0℃提高到 5 2 0℃ ;在含镍非晶态合金中加入铝 ,然后用碱将铝抽出 ,使非晶态合金比表面积由 1m2 /g增加到 10 0m2 /g以上 ;在建立 30t/a非晶态合金生产示范装置中 ,自行设计了特殊的喷嘴和选用适宜的坩埚材质 ,使生产成品率由 2 0 %左右提高到 93%以上 ,利用副产的偏铝酸钠 ,合成NaY分子筛 ,形成了整体的清洁生产过程 ;重点介绍了非晶态合金加氢催化剂经在三个工厂工业应用成功 ,三项工业应用成果每年为企业创造直接效益 6 70 0万元。还报道了对磁稳定床反应器的研究开发 ,经在2 0kt/a磁稳定床加氢示范装置上 35 0 0h试验 ,其生产效率比釜式加氢过程提高 4倍 ,催化剂消耗减少 5 0 %。

磁稳定床己内酰胺加氢精制新工艺

对气液固三相搅拌釜反应器与液固磁稳定床反应器串联的己内酰胺加氢精制过程进行了研究,研究了各种操作参数对反应结果的影响,考察了催化剂的稳定性。实验结果表明,采用该工艺可使w(己内酰胺)=30%的水溶液的高锰酸钾值从50s提高到3000s以上,催化剂寿命3200h。与工业上釜式己内酰胺加氢精制工艺相比,催化剂耗量可降低70%。

非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺的创新与集成

创新的加氢技术包括非晶态合金催化剂和结合其磁性与加氢性能开发的磁稳定床反应工艺。将晶态催化剂的结构非晶化,使广泛应用的Raney Ni加氢性能产生质的飞跃。通过加入原子半径大的稀土提高晶化势能垒和碱抽提铝,突破了非晶态合金作为实用催化材料热稳定性差、比表面积小的限制。开发了工业生产非晶态合金催化剂的关键技术和设备,引入杂原子,调整对各种官能团的加氢活性、耐酸性和磁性,形成了SRNA系列催化剂。结合均匀磁场和非晶态合金的磁性,形成磁稳定床反应工艺。设计了调节磁场的磁隔栅;建立了可指导工业化的磁场和反应器数学模型。将该工艺用于己内酰胺加氢精制,催化剂耗量降低70%,反应器体积分别是相同处理量釜式和固定床的1/8和1/3,强化了催化反应过程。非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺在国际上首次工业应用,使我国的加氢技术产生跨越式进步,并产生了巨大的经济和社会效益。

磁稳定床反应器重整生成油后加氢过程研究

对采用非晶态合金催化剂SRNA-4的磁稳定床重整生成油后加氢精制过程进行了研究,试验考察了各种条件对加氢效果的影响,找到适宜的反应条件为:反应温度80～120℃,压力1.0～1.5MPa,液时空速20～30h^(-1),氢油体积比20～100及磁场强度15～20kA/m。并建立了反应器模型。研究结果表明,在磁稳定床反应器中可以使重整生成油的溴值从2.0gBr/(100g)降到0.5gBr/(100g)以下,基本无芳烃损失,满足工业要求。磁稳定床重整生成油后加氢工艺与传统固定床后加氢工艺及白土精制工艺相比,具有催化剂装卸方便、反应条件缓和、空速大等优点。

液固磁稳定床流体力学特性

The hydrodynamic characteristics of liquid-fluidized magnetically stabilized beds (MSB) with commercial amorphous nickel alloy catalyst (SRNA-4) as solid phase and water as liquid phase in a cold model experimental apparatus of Φ140mm were investigated. The influence of magnetic field intensity on bed structure, pressure drop, minimum fluidization velocity, transition velocity, and liquid holdup were investigated. Mathematical models for minimum fluidization velocity, transition velocity, liquid holdup were established respectively. The operating phase diagrams of liquid-fluidized MSB with SRNA-4 catalyst of two different sizes were obtained.

新催化材料和化工过程强化——非晶态合金/磁稳定床反应器和负载型杂多酸/悬浮床催化蒸馏

介绍化工过程强化的两个新例 :磁稳定床反应器和悬浮床催化蒸馏过程。以细颗粒镍系非晶态合金为催化剂的磁稳定床反应器用于己内酰胺加氢精制的试验研究表明 ,与现有釜式工艺相比 ,加氢效率可提高 3～ 5倍 ,催化剂耗量降低 50 % ,并且可缩小反应器体积。新型悬浮床催化蒸馏用于负载型杂多酸催化的苯与丙烯、十二烯烷基化过程的研究表明 ,与常规固定床催化蒸馏相比 ,悬浮床催化蒸馏具有传质阻力小、催化效率高、烯烃转化率和烷基苯选择性高、投资及能耗低等优点。

非晶态Ni合金催化剂用于低温甲烷化反应的研究

采用非晶态Ni合金催化剂在磁稳定床上进行了原料气粗氢中含少量CO和CO2的甲烷化研究。试验结果表明,非晶态Ni合金催化剂具有优良的加氢性能,在温度160~200℃、压力01~30MPa、空速10000~100000h-1的条件下,能将原料气中少量的CO和CO2完全转化;120h稳定性实验表明,催化剂性能稳定,活性基本保持不变。

磁稳定床用于重整轻馏分油加氢生产新配方汽油组分的研究

采用非晶态合金催化剂和磁稳定床反应器，对重整轻馏分油进行加氢，以生产新配方汽油组分。考察了各种操作参数对反应结果的影响，建立了反应器模型。结果表明，在磁稳定床反应器中进行重整轻馏分油的加氢，可使其苯含量从２５．１２％降到０．７３％，达到低于１％的要求；同时具有空速大、操作条件相对缓和等优点。

磁稳定床中镍基非晶态合金汽油吸附脱硫研究

将SRNA-4镍基非晶态合金吸附剂与磁稳定床(MSB)相结合,考察了吸附温度、压力、体积空速(LHSV)和磁场强度(Hext)等操作条件对其脱硫性能的影响,并探讨了吸附剂的再生问题。结果表明,当原料以液相状态进行反应时,较高的吸附温度和较低的LHSV有利于吸附剂脱硫效果的提高,而操作压力的影响不大;吸附剂在MSB状态操作时的脱硫性能明显高于固定床状态;在一定范围内,Hext对脱硫率的影响不明显。在MSB中SRNA-4汽油吸附脱硫的适宜操作条件为:压力1.0 MPa,温度100℃,LHSV 12 h-1,Hext20 kA/m。此时,吸附剂的饱和硫容量为0.83%(质量分数)。XRD和BET分析结果表明,硫转移-氢气处理再生方式比较好,它不会破坏吸附剂的晶体结构,且基本上能够完全恢复吸附剂的脱硫活性。

高浓度己内酰胺在磁稳定床反应器中加氢精制研究

对高浓度 (0 9)己内酰胺水溶液在磁稳定床反应器中加氢精制过程进行了研究 ,探讨了各种操作参数对反应结果的影响 ,考察了催化剂的稳定性。实验结果表明 ,采用该工艺可使质量分数为 0 9的水溶液的高锰酸钾值从 5 0s提高到 30 0s以上 ,催化剂寿命 12 0 0h。与工业釜式己内酰胺加氢精制工艺相比 ,催化剂用量可降低 5 0 %

细粉颗粒为固相的气液固三相磁稳定床操作特性

The characteristics of magnetically stabilized bed(MSB)were studied in a three-phase system with nitrogen,water and iron powder(and/or Ni-RE-P amorphous alloy catalyst)as gas,liquid and solid phase respectively.The operating state was observed,and the effect of magnetic field and superficial velocity of gas on minimum fluidization velocity were examined.Finally,the MSB using mixture of iron powder and Ni-RE-P amorphous alloy catalyst as solid phase was studied.

非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺在石油化工技术中的推广应用

本文综述了中石化石科院开发非晶态合金催化剂和磁稳定床工艺的历程及其在石油化工技术中的推广应用.将晶态催化剂的结构非晶化,极大地改善了广泛使用的Raney Ni催化剂的加氢性能.通过加入原子半径大的稀土和碱抽提铝提高了非晶态合金催化剂的热稳定性和比表面积.引入助剂以调节催化剂的加氢性能、耐酸性和磁性,从而研制出SRNA系列催化剂;开发出工业生产非晶态合金催化剂的关键技术和设备.磁稳定床可以强化受传热和传质限制的反应过程,与磁性催化剂结合,形成磁稳定床反应工艺.设计了调节磁场的磁隔栅;建立了可指导用于工业化的磁场和反应器的数学模型.与釜式加氢工艺相比,将磁稳定床工艺用于己内酰胺加氢精制时,催化剂耗量降低70%,反应器体积减少85%.非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺在国际上首次工业应用,大大推动了我国的加氢技术的发展,并产生了巨大的经济和社会效益.最新研究表明,将该技术用于精制氢气中CO的甲烷化、蒸汽裂解乙烯选择性加氢和催化裂化轻汽油叠合醚化等反应时,其性能明显优于已有技术,显示出良好的工业应用前景.

液固磁稳定床中的传热与传质特性研究

以电化学方法测定了SRNA4催化剂为固相的液固磁稳定床中的液固传质系数,采用浸没的微型传热探头测量了液固传热系数。实验结果表明:随磁场强度、液体黏度的增大,液固传质系数及传热系数减小;增加表观液速,传质系数、传热系数均增大。进而建立了由物性参数及操作参数估算液固传质Sherwood数及液固传热Nusselt数的关联式,实验值与预测值吻合良好,可为磁稳定床反应器的放大设计和操作优化提供一定的依据。