蜂窝整体式结构化催化剂与反应器的化学反应工程基础及其在苯与丙烯烷基化中的应用

批准号:
21978010
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
雷志刚
依托单位:
学科分类:
反应工程
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
雷志刚
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中文摘要
整体式结构化催化剂与反应器适用于气液固多相催化等反应,已成为一种过程强化的高效反应器。针对化学工业中一大类受传递控制的气液固三相催化反应(如苯与烯烃烷基化、蒽醌加氢制取过氧化氢等),采用数学模型与实验研究(包括冷模和热态)相结合的方法,① 研究蜂窝整体体式结构化催化剂与反应器从催化剂原粉到载体涂层的制备技术及其表界面调控机制;② 研究蜂窝整体式结构化催化剂与反应器连同相应的气液预分布器一起构成的气液固三相催化反应的数学模型,放大策略是CFD模型 + 混合池模型 + CFD模型,提出新型、有效的气液预分布器结构,形成过程强化成套技术;③ 面向石油化工中常见而重要的苯与丙烯烷基化合成异丙苯体系,确定可行操作域及最优的结构参数和操作参数,为这类高效反应器的大规模工业化提供基础研究数据和可行性分析。
英文摘要
Structured catalysts and reactors are suitable for gas-liquid-solid three-phase catalytic reaction systems, and have been becoming high-efficiency reactors for process intensification (PI). As we know, in chemical industry there exist a typical class of mass transfer-limiting gas-liquid-solid catalytic reactions (e.g., alkylation of benzene with olefins, and the synthesis of hydrogen peroxide by the anthraquinone method). For these reaction systems, we focus on i) studying the catalyst preparation technology from powder to washcoating on substrates as well as the surface/interface regulation mechanism; ii) studying the mathematical modeling of gas-liquid-solid catalytic reactions together with a gas-liquid pre-distributor, the scale-up strategy being the combination of CFD (computational fluid dynamics) + mixing pool model + CFD. Meanwhile, a new-type pre-distributor will be designed, thus forming a complete PI technology; and iii) determining the feasible operating regions and optimum structural and operating parameters, aiming at the alkylation of benzene with propylene to produce cumene which is a common and important reaction system in petrochemical industry. This project will provide the basic data and feasible analysis for the actual industrial applications of structured catalysts and reactors.
期刊论文列表
专著列表
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会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.ces.2022.118205
发表时间:2022-12
期刊:Chemical Engineering Science
影响因子:4.7
作者:Qinghua Liu;Guoxuan Li;Chengmin Gui;Zhigang Lei
通讯作者:Qinghua Liu;Guoxuan Li;Chengmin Gui;Zhigang Lei
DOI:10.1021/acs.iecr.2c03664
发表时间:2022-12
期刊:Industrial & Engineering Chemistry Research
影响因子:--
作者:Guoxuan Li;Qinghua Liu;Chengmin Gui;Jie Zhang;Zhigang Lei
通讯作者:Guoxuan Li;Qinghua Liu;Chengmin Gui;Jie Zhang;Zhigang Lei
DOI:doi.org/10.1016/j.cep.2020.107920
发表时间:2020
期刊:Chemical Engineering and Processing: Process Intensification
影响因子:--
作者:Lei Zhigang;Zhang Qingzhen;Liu Ning;Dai Chengna;Chen Biaohua
通讯作者:Chen Biaohua
DOI:10.1002/aic.17914
发表时间:2023
期刊:AIChE Journal
影响因子:--
作者:Li Guoxuan;Gao Qinghe;Liu Qinghua;Gui Chengmin;Lei Zhigang
通讯作者:Lei Zhigang
UNIFAC Model for Ionic Liquids. 2. Revision and Extension
离子液体的 UNIFAC 模型。
DOI:10.1021/acs.iecr.0c00113
发表时间:2020-05
期刊:Industrial & Engineering Chemistry Research
影响因子:4.2
作者:Dong Yichun;Guo Yanyan;Zhu Ruisong;Zhang Jie;Lei Zhigang
通讯作者:Lei Zhigang
离子液体气体干燥新技术与科学基础
- 批准号:U1862103
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:42.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:雷志刚
- 依托单位:
萃取蒸馏分离芳烃和非芳烃的过程强化技术与科学基础
- 批准号:U1462104
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:雷志刚
- 依托单位:
吸附/吸收耦合单元操作的化学工程基础研究
- 批准号:21476009
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:雷志刚
- 依托单位:
用整体式结构化催化剂的反应/分离耦合强化
- 批准号:21076008
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:32.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:雷志刚
- 依托单位:
离子液体萃取精馏的科学技术与基础
- 批准号:20406001
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:23.0万元
- 批准年份:2004
- 负责人:雷志刚
- 依托单位:
国内基金
海外基金
