化工前沿讲座总结

前沿讲座总结报告

听完了各位老师精心准备的前沿讲座课程，收获颇多。下面我就谈谈自己通过听讲、查资料，经过思考后对化工领域的一些工艺和专业知识有了一定的理解，主要包括：甲醇转化

制烯烃分子筛催化剂的设计制备及应用、炼化污水趋“零排放”及水系统优化先进技术综述、新型燃料电池电极催化剂的最新研究进展实例、清洁汽油生产技术现状及发展趋势、对二甲苯生产技术现状及发展、加氢催化剂研究新进展、石油烃类催化裂解生产低烯烃的基础研究、气体化合物相关的化学工程科学问题和汽油加氢改质过程反应动力学的研究进展。

一、甲醇转化制烯烃分子筛催化剂的设计制备及应用目前全世界石油资源紧缺，原油价格一路飙升（最近油价一直在下降），天然气也是大幅上涨，有价无市。制备乙烯丙烯主要是以石油和天然气为原料，但目前丙烯市场供不应求，就衍生出了“甲醇经济” 即在过渡期内利用有效方法直接将现存天然气资源转化为甲醇和二甲醚，或回收燃烧生成的 2 及空气中的 2 用化学法转化为甲醇和二甲醚，以液体的形式储存能量作为运输燃料；另一方面催化转化为乙烯、丙烯。当然也可以发展以煤为原料的丙烯制备技术格外重要，即所谓的“煤代油”战略。通过煤制合成气，进而制甲醇，这是一个比较成熟的工业过程。而甲醇制低碳烯烃（——，）和甲醇制丙烯（——，）是最有希望替代石油路线制烯烃的工艺，甲醇转化化学历程：①甲醇生成二甲醚和水，并快速达到平衡过程②动力学诱导过程③第一个烃类分子的形成（键的形成）④初级烃转化为其它烃类的过程⑤催化剂的失活过程。现目前甲醇是连接煤化工和石油化工的桥梁，面临的技术瓶颈是甲醇转化催化剂和过程的放大，但我国在甲醇转化的技术开发和工业化方面处于国际领先。甲醇制烯烃技术的核心是分子筛催化剂的开发，催化剂是掌握和开发甲醇制烯烃成套技术的关键，催化剂的性质和性能将主要决定甲醇制烯烃技术的发展方向。以改性— 5 分子筛为活性组分，德国鲁奇公司开发了固定床合成丙烯的工艺，的反应特征：对反应压力、反应空速敏感、需要严格控制反应空速、固定床反应器易实现对反应空速的控制、固定床反应需要催化剂具有较高的抗结焦能力、 5 具有良好的抗结焦能力，是首选催化材料。到目前为止，上述工艺技术经历实验室和工业示范装置的运行，并取得了较好的结果。—34 分子筛催化剂，具有三维

交叉孔道，平均孔径约为0.38，与— 5 相比，—34具有更小的孔径，适合生成小分子的乙烯、丙烯和正构烷烃，异构烷烃以及芳烃将受到严重限制。由于—34 具有适宜的质子酸性和孔道结构、较大的比表面积、较好的吸附性能以及热稳定性和水热稳定性，—34 对甲醇制烯烃反应呈现出较好的催化活性和选择性，对低碳烯烃的选择性达到90%以上，目前可以说是促进这一反应过程的最优催化剂。—34 分子筛催化剂是和工艺的基础。

分子筛应用的基础：

1 骨架组成和阳离子的可调变性，使得酸性或其它活性中心的强度和浓度能被调整

2 催化活性中心均匀的分布在催化剂的内表面，且其位置和活性在一定程度上可调

3 非常高的表面积和吸附容量

4 孔道规则且孔径大小正好在多数分子的尺寸（3——12 埃）范围之内

5 比较集中的孔径分布和特征的孔道结构，允许沸石和分子筛对产物、反应物和中间物有形状选择性、避免副反应

6 具有分子筛性质、分离混合物可以基于它们的分子大小、形状、极性、不饱和度等

7 吸附性质能被控制，可以从亲水性到疏水性

8良好的热稳定性和水热稳定性，多数沸石的稳定性可超过500 °C

9 较好的化学稳定性，富铝沸石在碱性环境中有较高的稳定性，而富硅沸石在酸性介质中有较高的稳定性

10 分子筛很容易再生，如加热或减压除去吸附的分子，离子交换除去阳离子酸的类型、强度、量与催化的关系分子筛中引进酸性的四种方法：

1 铵根离子交换后热分解

2 直接氢离子交换

3 多价阳离子交换水解，然后部分脱水

4 高价阳离子转化为低价分子筛的改性：

1 离子交换（如钙，铜，铁，锂等）

2 改变骨架硅铝比（如水热脱铝）

3 外表面和孔修饰

4 内表面修饰鲁奇煤基甲醇制丙烯工艺（）动力学选择性——沸石酸性的影响研究表明，随沸石催化剂酸性降低，丙烯选择性增加，而乙烯选择性下降;通常认为，酸性

降低，导致低碳，烯烃消耗减少，因此其选择性增加

二、炼化污水趋“零排放”及水系统优化先进技术综述炼化厂会产生大量的污水，污水造成的危害主要有：排入河流、湖泊或海湾会造成水体污染，影响水生生物生存；用于农业灌溉，则会堵塞土壤空隙，妨碍农作物生长；由于溢油的漂移和扩散，会荒废海滩和海滨旅游区，造成极大的环境危害和社会危害；石油中含有多种致癌、致畸和致突变的潜在性化学物质，进入人体后，

能溶解细胞膜和干扰酶系统，引起

肝、肾等内脏突变。为了解决这一问题，少数炼厂引进了炼化污水趋“零排放”及水系统优化先进技术，但实现污水“零排放” 太难啦。炼化污水“零排放” 可带来的丰厚的经济效益，中国石油推广的炼化用水优化与污水回用技术，使目前已完成污水回用工程的7 家炼化企业每年可用污水3690 万立方米，在新疆油田的10 个采出水处理站推广应用，累计产生直接经济效益 4.05 亿元；在辽河油田实施，年回用污水近1300 万立方米，创经济效益 1 亿多元，燕山石化实行污水回用技术后，工业用新鲜水由2000 年的6800 万吨/年下降到2011 年的2074 万吨/年，当年污水回用量达到740 万立方米。炼油污水主要来自于原油的直接蒸馏、重质油的裂化和蒸馏以及某些馏分的精制等生产过程，具体讲，有机泵冷却水、灌区脱水、锅炉浓水、循环水场排污、生活污水、水处理站排酸碱废水等。炼油污水的特点是污水量大，废水组分复杂，烃类及其衍生物含量高，并且含有多种重金属。基于水系统优化的“零排放”

技术：水夹点技术从概念上说是质量交换集成，包括从用水操作中传递杂质到水流中。水夹点技术代表工业水回用、废水量最小化、废水处理系统设计的一种新方法。水夹点分析：预先识别在用水操作中最小新鲜水消耗量和最少废水产生量目标。水夹点综合：设计一个用水网络，通过水回用、再生循环以达到上述目标。水夹点改造：改造现有的用水网络最大限度

地回用水和最小程度地产生废水。基于深度处理回用的污水“零排放”技术：膜处理法、高级氧化法、