2021年, 第29卷, 第7期 刊出日期:2021-07-15
  

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    综述与展望
  • 李龙泰, 高彪, 罗学彬, 王钢, 郭利民
    工业催化. 2021, 29(7): 1-10. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.07.001
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    人类向大气中排放的大量CO2造成一系列环境问题,极大地威胁了人类生存。采用CO2催化加氢方式,将CO2与H2转化为高附加值的下游化学品,既可以减少大气中CO2浓度,又可以生产具有经济价值的商品,具有良好的应用前景。CO2加氢平行反应众多,产物众多,选取4种常见的CO2加氢产物CO、CH4、CH3OH及烃类化合物,对其进行简要综述。
  • 赵博, 干萌, 张泽凯, 李浙飞, 卢晗锋
    工业催化. 2021, 29(7): 11-21. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.07.002
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    氨选择性催化还原(NH3-SCR)脱硝是目前主流的烟气NOx脱除技术。十二五期间,我国首次将氮氧化物减排列入环保约束性指标,国内一大批研究人员被此课题所吸引,发表研究论文数和研究水平都有了极大地提高,在降低催化剂活性窗口温度等方面取得了明显进展,占据近十年来国际学术界对该课题研究的主要地位。而这些研究中最有希望在超低温环境中应用的是Mn基SCR催化剂。对Mn基催化剂低温催化机理和改性体系进行论述。
  • 张涛, 孙超, 陈晓利, 袁冬冬
    工业催化. 2021, 29(7): 22-27. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.07.003
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    氨选择性催化还原(NH3-SCR)是有效的烟气脱硝技术之一,技术核心是脱硝催化剂。近年来,锰系脱硝催化剂在低温SCR反应中优良的催化活性得到国内外学者的关注。介绍锰系低温脱硝催化剂失活原因及再生方法。重点针对锰系低温脱硝催化剂的化学中毒详细介绍了失活原因及失活机理,包括SO2、H2O、碱(土)金属、重金属As、Zn、Pb及非金属Cl、P、F等。根据不同化学失活原因提出了相应的再生方法,比较不同再生方法的再生效果。最后对未来锰系低温脱硝催化剂失活与再生研究方向进行了展望。
  • 催化剂制备与研究
  • 马向荣, 党睿, 郭伟, 任梦娇, 杨方, 弓莹, 亢玉红, 李霄, 张智芳, 李键, 李沛
    工业催化. 2021, 29(7): 28-34. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.07.004
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    以硝酸锌、硝酸铝为原料,尿素为沉淀剂,采用均相沉淀技术,在铝基体表面原位生长Zn2+-Al3+-LDHs薄膜。采用 XRD、FT-IR、SEM和EDS等对铝片表面构建的Zn2+-Al3+-LDHs的成分和结构进行分析表征,研究表明,Zn2+-Al3+-LDHs膜均匀生长在铝基体表面,具有典型的LDHs材料的层状结构。研究了Zn2+-Al3+-LDHs@Al在不同焙烧温度条件下吸附氟离子的性能,研究表明,Zn2+-Al3+-LDHs@Al对氟离子的吸附量随着焙烧温度的升高,吸附量逐渐增大,焙烧温度为300 ℃时吸附量达到最大,氟离子吸附量为0.015 6 mg·cm-2,氟去除率约98.2%。
  • 梁旭, 周伟, 顾京雪, 刘寅欣, 沈欣军
    工业催化. 2021, 29(7): 35-41. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.07.005
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    臭气是低浓度和多成分的气体物质,人的嗅觉非常灵敏,能感知极低的恶臭污染物浓度。恶臭物质的嗅阈值极低,通常在不到10-6级的低浓度时,臭气使人感到不愉快和厌恶,并对人体健康产生危害。将含硫化氢的臭气使用低温等离子体技术协同不同基体的二氧化钛催化剂对其进行降解研究。采用自制线-管式双介质阻挡放电反应器并协同两种不同基体的二氧化钛催化剂(TiO2/UV光解铝基网和 TiO2/UV光解聚氨酯泡沫网),并采用一段式、两段式协同系统对模拟硫化氢气体进行降解实验研究。对自制反应器的能量密度进行测定,考察不同输入电压、气体流量和初始浓度对硫化氢去除效率的影响,对系统产生的臭氧进行分析。结果表明,反应过程中,放电产生的臭氧对硫化氢分解起一定作用;随着反应器输入电压增大,模拟硫化氢气体的初始浓度和流量较小,硫化氢气体降解率增大;相比于单独使用低温等离子体技术,协同催化剂的不同反应系统中硫化氢降解率得到明显提升。
  • 李博, 韩伟, 程牧曦, 李扬, 王华, 丁亮, 谭亚南
    工业催化. 2021, 29(7): 42-48. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.07.006
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    主要研究1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)催化碳酸乙烯酯和甲醇酯交换反应合成碳酸二甲酯的反应动力学。首先假设碳酸二甲酯的反应机理,在此基础上建立动力学模型,得到相应的动力学方程。通过实验数据处理,线性回归计算得到动力学方程的未知参数,最终得到反应速率r=4.288 9e-15 763/RTcECcMEOH-49 811e-31 308/RTcDMCcEC/cMEOH,其中正反应活化能E+a=15 763 J·mol-1,正反应指前因子k+0=4.388 9,正反应速率常数k+=4.388 9e-15 763/RT;逆反应活化能E-a=31 308 J·mol-1,逆反应指前因子k-0=49 811,逆反应速率常数k-=49 811e-31 308/RT。研究结果为模拟计算及工业化放大提供了一定的理论依据。
  • 伍欣华
    工业催化. 2021, 29(7): 49-56. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.07.007
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    针对脱硫加氢精制催化剂生产中节能降耗增效研发的热风循环回用网带窑由单元式双箱体、热风内循环结构和热风回用系统等结构组成。该焙烧炉采取单点进出风、热风百分之百循环回用,大幅度提高气剂比,且循环热风采用和物料逆流接触、对流加热的方式,保证传质传热效果。工业应用结果表明,网带窑具有高产节能作用,产品物化性能稳定,产能提高2倍,每吨产品焙烧电耗与传统网带窑相比下降60.7%。
  • 石油化工与催化
  • 李铖, 张荣
    工业催化. 2021, 29(7): 57-61. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.07.008
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    催化裂化反应为吸热反应,催化剂再生反应为放热反应,再生烧焦放出热量与反应吸热以及原料升温、热损失达到平衡状态,装置才能平稳运行。通过对某炼油厂1.2 Mt·a-1催化裂化装置反应-再生系统热平衡进行分析,表明催化剂循环流化与外取热运行工况不稳定是造成反应再生系统热量难平衡的主要原因。提出对反应-再生器内构件、外取热等技术进行改造和优化。改造后,催化剂单耗降低0.24 kg·t-1,蒸气产量增加30 t·h-1,汽柴液总收率提高0.93%,实现装置平稳高效运行。
  • 宋树林
    工业催化. 2021, 29(7): 62-66. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.07.009
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    应对炼化转型需求,大庆石化公司提出多产重石脑油兼产喷气燃料的生产方案,对1.2 Mt·a-1加氢裂化装置进行技术改造。采用中国石油石油化工研究院自主开发的PHT-01预处理催化剂和PHC-05加氢裂化催化剂,选用单段一次通过工艺流程。改造后装置运行稳定,结果表明,重石脑油收率45.69%,航煤收率22.95%,C+5液体收率100.3%。与改造前相比,化工原料收率提高32.48%,航煤烟点提高2.4个单位,其性质符合3号喷气燃料指标要求;尾油BMCI值相比上周期降低4.2个单位,是优质的乙烯裂解原料。装置改造技术,实现了压减柴油、多产重石脑油及改善化工原料质量的预期目标。
  • 艾明, 詹庆丽, 许刚峰, 王伟, 徐小科
    工业催化. 2021, 29(7): 67-70. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.07.010
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    为提高催化裂化装置盈利能力,装置采取对标分析,发现装置中丙烯产率与行业平均水平的差距,车间拟定采取措施增加高附加值产品丙烯收率。车间通过采取加注丙烯助剂的措施,在丙烯助剂占系统藏量5%时,丙烯产率提高1.24%,实现快速有效地提高丙烯收率,提升装置盈利水平。重点介绍了加入丙烯助剂的实施过程及效果评价,对行业实施增产丙烯有借鉴意义。
  • 能源化工与催化
  • 刘丽娜, 王鼎
    工业催化. 2021, 29(7): 71-75. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.07.011
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    某公司原设计的荒煤气制氢技术在运行过程中存在氧含量超标、氢回收率低和吸附剂再生不彻底等问题。针对存在的问题进行技术改进,通过提浓气脱氧工艺,将提浓气中的氧气含量控制在0.01%以下,保证运行安全。通过将冲洗气全部回收并升压,富含80%氢气全部回收,大大提高了氢气回收率。通过将原设计提纯工段冲洗再生工艺改进为真空再生,提高了吸附剂再生效果和氢气收率,氢气产量由原设计1.4×105 m3·h-1提高至2.8×105 m3·h-1。通过技术改造解决了装置运行的多种问题,为今后新建制氢装置的扩能优化和稳定运行提供指导和参考。
  • 环境保护与催化
  • 李建
    工业催化. 2021, 29(7): 76-80. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.07.012
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    通过微生物固定床方式对天然气净化厂尾气SO2排放的处理进行研究,从气体外部扩散阻力和内部扩散阻力两个方面分别构建数学模型,通过计算,发现处理设备出口SO2的浓度与进入设备的气体浓度成正比关系。外部扩散阻力建立的数学模型与实验结果相似度为0.79,内部扩散阻力建立的数学模型相似度为0.97。在气体进入反应器7 s后,气体浓度下降到约为零,结果相似度为0.9;固定床高度大于30 mm时,气体浓度下降约为零,结果相似度为0.89。