加压-常压双塔分离碳酸二甲酯-甲醇共沸物的动态模拟研究

采用Aspen Dynamic软件,在加压-常压双塔分离碳酸二甲酯-甲醇(DMC-MeOH)共沸物稳态模型的基础上,设计出固定回流比的动态控制方案(FRCS)。用进料流量、进料组成的扰动对FRCS的动态阶跃响应特性进行模拟验证。模拟结果表明,FRCS对加压塔的两种扰动的抑制效果均很好,对常压塔的抑制扰动的效果稍差一些;当进料流量增加20%时,常压塔塔底产品MeOH纯度由最初的99.50%(w)经10 h波动后降为98.60%(w);进料组成中DMC含量增加20%时,常压塔塔底产品MeOH纯度由99.50%(w)降为99.42%(w)。FRCS基本上可满足加压-常压两塔塔底产品质量的控制要求。

碳酸二甲酯在锌铝复合氧化物上分解行为的红外研究

采用尿素热分解法制备锌铝水滑石,1 073 K下煅烧得到相应的锌铝复合氧化物催化剂。通过XRD谱图确定锌铝复合氧化物ZAO-3(1 073 K)催化剂的组分为ZnO相和ZnAl2O4尖晶石相。NH3(CO2)-TPD结果表明,当向ZnO中引入Al后,催化剂的酸碱性位和酸碱性强度都发生改变。采用原位红外(in-situ FT-IR)手段,研究了碳酸二甲酯(DMC)分别在ZAO-3(1 073 K)、ZnAl2O4、ZnO上随着温度变化的分解行为。结果表明,ZAO-3(1 073 K)催化剂上大量的弱酸碱性位协同稳定DMC,抑制DMC的分解。

铁酸镍用于热化学循环反应CO_2分解制CO的研究

采用共沉淀法制备了NiFe2O4和NiFe2O4/ZrO2催化剂,用TGA考察了其热化学法,CO2高温分解反应性能。通过对反应前后催化剂的表征发现,反应高温使两种催化剂都发生了明显的烧结,导致在热还原反应中形成的还原态氧化物不能完全被CO2氧化从而降低了催化剂的反应性能;ZrO2的加入对于提高催化剂的热稳定性以及循环反应稳定性具有重要的作用。在高温反应炉中考察了NiFe2O4/ZrO2的CO2分解实验,结果表明,提高热还原温度可以提高CO产量,然而,随着循环次数的增加CO的产量降低得更明显。

以类水滑石为前驱体的Cu/Zn/Al/(Zr)/(Y)催化剂制备及其催化CO_2加氢合成甲醇的性能

采用共沉淀法合成了Cu:Zn:Al:Zr:Y原子比分别为2:1:1:0:0、2:1:0.8:0.2:0、2:1:0.8:0:0.2和2:1:0.8:0.1:0.1的Cu/Zn/Al/(Zr)/(Y)类水滑石化合物.将前驱体材料在空气中500°C焙烧后得到复合金属氧化物,并将其用于CO2加氢合成甲醇反应.采用X射线衍射(XRD)、热重(TG)分析、N2吸附、氧化亚氮(N2O)反应吸附、氢气程序升温还原(H2-TPR)和H2/CO2程序升温脱附(H2/CO2-TPD)技术对所制备的样品进行表征.结果表明,Zr和Y的引入使得催化剂BET比表面积大幅增加,金属铜的比表面积和分散度均按以下顺序依次增加:Cu/Zn/Al<Cu/Zn/Al/Zr<Cu/Zn/Al/Y<Cu/Zn/Al/Zr/Y,然而,强碱位数目占总碱位数目的比例的变化顺序为:Cu/Zn/Al<Cu/Zn/Al/Y<Cu/Zn/Al/Zr/Y<Cu/Zn/Al/Zr.活性评价结果揭示CO2转化率取决于金属铜的比表面积,甲醇选择性则随强碱位比例的增加而线性增加.因而,Zr和Y的引入有利于甲醇的合成,Cu/Zn/Al/Zr/Y催化剂上的甲醇收率最高.

变压分离碳酸二甲酯-甲醇工艺的经济优化分析

采用Aspen Plus流程模拟软件,以年总运行费用最小为目标函数,对分离碳酸二甲酯-甲醇的加压-常压精馏和常压-加压精馏两种工艺进行经济优化分析。优化结果表明,加压-常压精馏工艺的加压塔和常压塔的总塔板数分别为32块和26块,最优进料塔板分别为第10块和第7块;常压-加压精馏工艺的加压塔和常压塔的总塔板数分别为24块和10块,最优进料塔板分别为第6块和第6块;与加压-常压精馏工艺相比,常压-加压精馏工艺的年总运行费用低25.25%,再沸器总负荷低16.92%,操作费用低17.03%,设备费用低37.54%。

生命周期评价在我国乙烯行业环境评估中的应用

采用IMPACT 2002+方法对我国的乙烯行业进行了生命周期评价(LCA)研究,分析了包括原油生产、原煤生产、原料生产、乙烯生产和电力生产5个环节在内的13种污染物排放对乙烯行业的环境影响.结果表明,乙烯工业对不可再生能源原油的消耗,对温室效应、呼吸效应和水体酸化等的环境影响潜值最为严重.减少乙烯生产环节和原料生产环节(炼油过程)的SO2、NOx、CO2等气体的排放,以及原油开采过程的CH4逸放,是改善环境影响的关键因素.同时,以石脑油为原料裂解乙烯工艺比以轻烃为原料制乙烯工艺对环境的影响要小.而煤制烯烃工艺对环境影响较大,仍具有一定改进空间.总体来看,经过近十年发展,我国乙烯行业对资源利用效率和缓解尾气排放两方面都有显著的提升.