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能源催化石油石油炼制石油化工脱硫催化重整催化裂化烯烃及芳烃清洁剂、肥料、药品、涂料、塑料、合成纤维等石油炼制S烷烃类硫化物杂环类硫醇二硫化物(disulphides)S噻吩苯并噻吩SO呋喃(Furan)O石油中含硫化合物的结构一、加氢脱硫(Hydrodesulphurization)处理方法:化合物+H22H2S苯并呋喃(Benzofuran)催化剂H2S+SO23S+2H2O催化剂的种类:Co9S8、IrS2、ReS2。N吡啶N喹啉二苯并噻吩催化剂有没可能是氧化物?二、催化重整目的:提高辛烷值汽油组分或芳烃,同时副产廉价的氢气。催化剂:Pt、Ni-Cu、Pd-Au。反应:①环烷烃脱氢②烷烃脱氢环化③异构化④加氢裂化三、催化裂化催化剂第一代:酸处理过的活性白土第二代:硅酸铝(SiO2-Al2O3)第三代:分子筛催化剂有没可能是氧化物?石油化工原料:芳烃类产品:清洁剂、肥料、药品、涂料、塑料、合成纤维、合成橡胶。形态:石蜡(乙烯基、丙烯基、丁二烯)工业化学品塑料产品合成橡胶芳香性苯(benzene)、甲苯(toluene)、二甲苯(dimethylbenzen)染料、清洁剂炸药塑料、合成纤维合成气CO+H2、烯烃类。苯甲苯二甲苯芳香性OHNiH2OOHNOH环己酰胺NHCO己内酰胺Nylon-6PolymerOH+H2OHONH-(CH2)5-CO-NH-(CH2)5-COnC2H4CH2CH3+C6H6+H2O+O2+Cl2+O2H2CCHOHH2C=CHClCH3CH2OHPolymersCopolymersOCH2CH2CH3CHO+CH3CO2HH2C=CHOCOCH3醋酸乙烯乙撑氧乙烯什么是“煤变油”?•“煤变油”就是将煤转化为类似于石油的液体。科学称谓是煤基液体燃料合成技术,即以固体状态的煤炭为原料通过化学加工过程,使其转化成为汽油、柴油、液化石油气等液态烃类燃料和高附加值化工产品的技术。•根据加工过程的不同路线,“煤变油”分为直接液化和间接液化两种方式。煤的结构煤直接液化制油技术煤直接液化就是油煤浆在高温、高压、催化剂作用下首先打断煤的大分子结构,然后将外供氢加到碳原子上而成液体油,再通过加H2提质,煤中杂原子变为各类化合物,氧主要生成H2O、CO2,硫生成H2S,灰仍为细小固态,通过固液分离而除去。煤间接液化制油技术煤的间接液化是德国皇家煤炭研究所的F.Ficher和H.Tropsch两个化学家于1923年首先提出的,所以又称为F.Ficher-H.Tropsch(简称为F-T)合成或者费托合成。煤的间接液化通常分为三步:一、制取合成气。将经过适当处理的煤送入反应器,在一定温度下通过气化剂(空气或氧气+蒸气),使煤不完全燃烧,这样就能以一定的流动方式将煤转化为由一氧化碳和氢气混合的合成气,将形成残渣排出;二、进行催化反应,将合成气经过净化处理,在特定的催化剂作用下,让合成气发生化合反应,合成烃类或液态的烃类的类似石油和其他化工产品;三、对产物进行进一步的提质加工。首次工业化年份过程或催化剂产品或用途催化剂主要成分约1920水煤气变换合成气(CO+H2)Cu等CO+H2Syngas合成气乙醇甲醇甲烷二甲醚合成汽油Pt/Rh/SiO2Cu-Zn-ONiCu,ZnCo,Ni,Fe催化作用改变反应途径和目标产物实例—合成气选择性催化转化利用直接液化和间接液化的比较•从吨液体产品综合分析,如果按同样规模预测,直接液化吨产品投资要稍高于间接液化。•直接液化对煤质要求严格,可选择范围小,合成燃料转化率较高。•间接液化工艺过程,技术难度,设备材质与制造,操作维修等都比直接液化简单,技术风险小。•间接液化对原料煤质适应性广,产品使用效率较高、环保性能更好,但比直接液化的副产品多。我国煤制油产业陕西煤化工科研院所及产业陕西煤业化工技术研究院西北化工研究院陕西煤化工进展不顺仍不乏亮点作者:化工所李瑶时间:2014-08-19陕西前期开工的现代煤化工重点项目今年相继“开花结果”,但受国家煤化工产业政策和企业资金紧张等因素影响,多个拟建大型现代煤化工项目开工不足,投资不到位。上半年该省石化行业累计完成固定资产投资679.84亿元,同比仅增长0.2%。其中化工行业投资210.3亿元,同比下降25.45%。据了解,今年以来,陕西省此前已开工的现代煤化工重点项目有的建成投产,有的进入收尾阶段,陆续“开花结果”。其中,延长石油西北橡胶公司800万条/年半钢小轿车专用子午线轮胎项目建成投产;延长中煤榆林能源化工公司靖边油气煤盐能源综合利用项目7月1日产出聚丙烯颗粒,实现一次开车成功;延长石油兴化集团10万吨/年甲胺/DMF(二甲基甲酰胺)已基本建成;陕煤化集团陕化公司10万吨/年1,4-丁二醇和4.6万吨/年聚四氢呋喃项目建成投产。中煤集团榆横180万吨/年煤制甲醇、60万吨/年烯烃项目今年8月将建成试运行;陕煤化集团蒲城清洁能源公司180万吨/年煤制甲醇、70万吨/年烯烃项目进入施工冲刺阶段,预计年底建成试生产。届时陕西煤制烯烃年总产能将达到250万吨,实现规模化发展。煤制油方面,今年4个项目将新投产,新增油品年产能140万吨。其中,延长石油油煤新技术公司45万吨/年煤油共炼项目10月将建成试运行;延长石油神木锦界安源公司50万吨/年煤焦油全馏分加氢项目及榆横煤化公司15万吨/年合成气制油项目年底也将建成投产;陕煤化集团府谷东鑫垣50万吨/年煤焦油加氢项目年底将建成投产;兖矿未来能源100万吨/年煤间接液化制油项目明年上半年将建成。届时陕西煤制油年产能将达到300万吨。尽管如此,“十二五”期间陕西规划建设的多个大型现代煤化工项目进展并不顺利,没有按原计划实施。比如总投资1216亿元的神华陶氏榆林煤炭综合利用项目,前期工作已开展近10年,目前尚未正式动工;华电榆林100万吨/年煤制芳烃项目今年4月宣布开工,但建设进度不及预期;大唐府谷能源化工项目尚未有新的进展;神华煤制油榆林甲醇下游加工项目进展也相对较慢。摘自《国家煤化工网》国际上煤制油的发展状况燃料电池燃料电池发展史•1839年英国的Grove发明了燃料电池,并用这种以铂黑为电极催化剂的简单的氢氧燃料电池点亮了伦敦讲演厅的照明灯。•1889年Mood和Langer首先采用了燃料电池这一名称,并获得200mA/m2电流密度。•由于发电机和电极过程动力学的研究未能跟上,燃料电池的研究直到20世纪50年代才有了实质性的进展,英国剑桥大学的Bacon用高压氢氧制成了具有实用功率水平的燃料电池。•60年代,这种电池成功地应用于阿波罗(Appollo)登月飞船。•从60年代开始,氢氧燃料电池广泛应用于宇航领域,同时,兆瓦级的磷酸燃料电池也研制成功。•从80年代开始,各种小功率电池在宇航、军事、交通等各个领域中得到应用。燃料电池组成•燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能,直接转化为电能的装置。•燃料电池的原理是一种电化学装置,其组成与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成。•不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部,因此,限制了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质,只是个催化转换元件。因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时,燃料和氧化剂由外部供给,进行反应。原则上只要反应物不断输入,反应产物不断排除,燃料电池就能连续地发电。研究关键:电催化剂电解质膜材料电极与膜电极电催化剂熔融碳酸盐燃料电池阳极电催化剂-主要为Ni或在Ni中掺杂其它元素(Cr、Al及Cu等)阴极电催化剂-主要为NiO或在NiO中掺杂其它元素(Co、Ag、Ge、Cu及La2O3等).固体氧化物燃料电池阳极电催化剂-Ni/YSZ阴极电催化剂-掺杂的LaMnO3.燃料电池的优点•能量转换效率高这种装置的最大特点是由于反应过程中不涉及到燃烧,因此其能量转换效率不受“卡诺循环”的限制,能量转换效率高达60%~80%,实际使用效率则是普通内燃机的2~3倍。•燃料多样化•环境友好theby-productofhydrogenfuelcellispurewater•噪声低•启动速度快,可靠性高•模块结构、积木性强、比功率高等优点,既可以集中供电,也适合分散供电。•微生物燃料电池处理污水发电两不误•由美国宾夕法尼亚州立大学的科学家洛•根率领的一个研发小组宣布,他们研制出一•种新型的微生物燃料电池,可以把未经处理•的污水转变成干净用水和电源。电池装置和•氢燃料电池有点相似,是一个圆柱形的树脂•玻璃密闭槽。和氢燃料电池不同的是,微生•物燃料电池是单一反应槽,里面装有条阳•极石墨棒,它们围绕着一个阴极棒,密闭槽中•间以质子交换膜间隔。密闭槽外部以铜线组•成的闭合电路,用作电子流通的路径。当污•水被注人反应槽后,细菌酶将污水中的有机•物分解,在此过程中释放出电子和质子。其•中,电子流向阳极,而质子则通过槽内的质子•交换膜流向负极,并在那里与空气中的氧以•及电子结合生成干净的水。从而完成对污水•的处理。与此同时,反应槽内负极之间的电•子交换产生了电压,使该设备能够给外部电•路供电。•单一反应槽是微生物燃料电池设计的创•新。单一反应槽以质子交换膜连接两槽,其•功能不仅可分开两槽水溶液,还可以避免氧•气扩散至另一槽内。单一槽微生物燃料电池•可以以连续注水方式将空气带人阴极,从而•减少通氧设备的花费。本刊摘编
本文标题:能源催化
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