乙烷氧化脱氢复合金属氧化物催化剂和微结构化反应器研究

批准号:
21776156
项目类别:
面上项目
资助金额:
64.0 万元
负责人:
程易
依托单位:
学科分类:
B0803.反应工程
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
李亚坤、党丹、陈新、安航、李天阳、张雄
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中文摘要
在全球乙烯生产原料轻质化趋势下,乙烷催化氧化脱氢制乙烯过程被认为是极具吸引力的乙烯生产新技术,其中MoVNbTeOx催化剂具有低温、高活性、高选择性的特点,是最具工业化潜力的催化剂之一。本项目拟深入研究以MoVNbTeOx中M1纯相催化剂为基础的新型复合金属氧化物催化剂的制备方法和催化机制,旨在提升乙烷氧化脱氢过程的转化率、选择性和催化剂时空收率;考察不同气体氛围的低温等离子体对金属氧化物复合催化剂体系的元素价态、物相组成、活性和选择性的影响规律,利用iCCD-光谱检测系统原位测量等离子体与催化剂相互作用过程,探究气固相氧传递的机制,建立等离子体调控催化剂性能的方法论;研发微结构化反应器催化剂制备技术,优化反应器结构设计,实现高效的乙烷氧化脱氢过程,形成具有工业应用前景的模块化微结构反应器的实验和理论基础。
英文摘要
Global ethylene production has turned to the lighter feedstock such as ethane. The catalytic oxidative dehydrogenation of ethane (ODHE) is acknowledged as the most attractive process to produce ethylene, where MoVNbTeOx is one of the most outstanding catalysts for ODHE due to the catalyst performance of high activity and selectivity at low temperatures. This project aims to comprehensively study the preparation methods and catalysis mechanism in the mixed metal oxides catalysts in combination with the phase-pure M1 catalysts obtained from the post-treatment of MoVNbTeOx in order to achieve the promoted conversion, selectivity and catalyst space-time yield of ODHE. Low-temperature plasmas with different atmospheres will be employed to treat the mixed metal oxide catalysts to investigate their effects on the valence state of elements, phase composition, activity and selectivity of the catalysts. The interaction between plasma and catalyst is to be measured in situ by an iCCD-spectrograph system. This series of work is directed to establish an appropriate methodology for the catalyst treatment by plasmas, with special attention to the mechanism of the oxygen transfer from gas to solids. The micro-structured reactor is proposed to facilitate the highly exothermic reaction of ODHE with the advantage of intensified heat transfer behavior, where the key is the catalyst coating technique on the surface of the structured materials such as metal-ceramic complex plate, metal or ceramic foam monolith. The final objective of this project is to build the experimental and theoretical foundation for the modular, micro-structured reactor research with potential industrial perspective in the ODHE process.
在全球乙烯生产原料轻质化趋势下,乙烷催化氧化脱氢制乙烯过程被认为是极具吸引力的乙烯生产新技术,其中MoVNbTeOx催化剂具有低温、高活性、高选择性的特点,是最具工业化潜力的催化剂之一。本项目深入研究了MoVNbTeOx中M1纯相催化剂为基础的新型复合金属氧化物催化剂的制备方法和催化机制,通过多种催化剂设计和优化,提升了乙烷氧化脱氢过程的转化率、选择性和催化剂时空收率;考察了不同气体氛围的低温等离子体对金属氧化物复合催化剂体系的元素价态、物相组成、活性和选择性的影响规律,建立了等离子体调控催化剂性能的实验平台;研发了微结构化反应器催化剂制备技术,优化反应器结构设计,实现了高效的乙烷氧化脱氢过程,形成具有工业应用前景的模块化微结构反应器的实验和理论基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:https://doi.org/10.1016/j.gee.2022.01.001
发表时间:2022
期刊:Green Energy & Environment
影响因子:13.3
作者:Qian Shuairen;Chen Yuxin;Yan Binhang;Cheng Yi
通讯作者:Cheng Yi
DOI:10.1016/j.fuel.2020.119290
发表时间:2021
期刊:Fuel
影响因子:7.4
作者:Li Yue;Hua Fang;An Hang;Cheng Yi
通讯作者:Cheng Yi
Managing temperature uniformity of thermally integrated micro reformers with different axial dimensions: A detailed numerical study
管理具有不同轴向尺寸的热集成微型重整器的温度均匀性:详细的数值研究
DOI:10.1016/j.cep.2018.09.006
发表时间:2018-10
期刊:Chemical Engineering and Processing
影响因子:--
作者:Cao Chenxi;Dang Dan;Li Yakun;Xu Jing;Cheng Yi
通讯作者:Cheng Yi
Phase-pure M1 MoVNbTeOx/TiO2 nanocomposite catalysts: highly catalytic performance for oxidative dehydrogenation of ethane
相纯M1 MoVNbTeOx/TiO2纳米复合催化剂:乙烷氧化脱氢的高催化性能
DOI:10.1039/d1cy01749g
发表时间:2022
期刊:Catalysis Science & Technology,
影响因子:--
作者:Dang Dan;Chen Yuxin;Chen Xin;Fenbg Kai;Yan Binhang;Cheng Yi
通讯作者:Cheng Yi
DOI:https://doi.org/10.1039/d1cy01749g
发表时间:2021
期刊:Catalysis Science & Technology,
影响因子:--
作者:Dang Dan;Chen Yuxin;Chen Xin;Fenbg Kai;Yan Binhang;Cheng Yi
通讯作者:Cheng Yi
高压液相乙炔法合成N-乙烯基化合物微反应过程技术研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:程易
- 依托单位:
液滴流微反应器中多相流动过程的实验研究和LBM模拟
- 批准号:21576151
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:75.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:程易
- 依托单位:
冷等离子体强化氯化聚氯乙烯(CPVC)合成新技术研究
- 批准号:21176137
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:程易
- 依托单位:
毫秒级超高温煤裂解制乙炔过程研究
- 批准号:20976091
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:34.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:程易
- 依托单位:
小尺度反应器内复杂反应流动的实验研究和数值模拟
- 批准号:20776074
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:30.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:程易
- 依托单位:
复杂气固流动体系时空动态流动模式的实验研究和分子动力学模拟
- 批准号:20306012
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:22.0万元
- 批准年份:2003
- 负责人:程易
- 依托单位:
国内基金
海外基金
