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北京世纪森朗公司,二氧化碳加氢固定床反应器对应项目:二氧化碳加氢反应,CO₂加氢可分两步制合成气,或一步直接合成芳烃,是SAF合成的重要路径。
实验目的:
1. 合成气路线:将CO₂转化为CO+H₂合成气,作为F-T合成、甲醇合成、烯烃聚合等工艺的原料,实现碳循环利用。
2. 直接制芳烃路线:一步法将CO₂与H₂转化为苯、甲苯、二甲苯(BTX)等芳烃,替代石油基芳烃,兼具碳减排与高附加值产品生产。
3. 催化与工艺优化:开发高效催化剂,调控产物选择性,提高CO₂转化率,降低能耗与副反应。
二氧化碳加氢固定床反应器,反应原理:
1. 合成气路线(逆水煤气变换 RWGS);主反应:CO2+H2---CO+H2O,催化剂:Fe₂O₃/Cr₂O₃、ZnO/ZrO₂、CeO₂、Pt/Al₂O₃等,特点:吸热反应,高温有利,产物为合成气(CO+H₂),可后续加工为烃类/醇类。
2. 直接制芳烃路线(RWGS + 费托 + 芳构化 耦合)。反应路径:CO2--CO--烯烃/烷烃--芳烃,主产物:苯、甲苯、二甲苯(BTX),副产甲烷、CO、H₂O,催化剂:双功能复合催化剂(如Na-Fe₃O₄/HZSM-5、ZnCrOx/HZSM-5、CoMn/HBeta);金属氧化物:活化CO₂、催化RWGS与碳链增长;分子筛:提供酸性位,催化环化、脱氢、芳构化。

二氧化碳加氢固定床反应器关键工艺参数
参数项 | 合成气路线 | 直接制芳烃路线 |
反应温度 | 500–700 ℃(常用600 ℃左右) | 300–400 ℃(常用320–360 ℃) |
反应压力 | 常压–2.0 MPa | 2.0–5.0 MPa(常用3.0 MPa) |
H₂/CO₂摩尔比 | 1.0–3.0 | 3.0–5.0 |
气体空速GHSV | 2000–10000 h⁻¹ | 1000–3000 h⁻¹ |
催化剂 | Fe基、Zn/Zr基、贵金属负载 | 金属氧化物+分子筛复合催化剂 |
二氧化碳加氢固定床反应器,反应器:不锈钢管式固定床,内径8–20 mm;催化剂装填量:5–30 mL(40–60目颗粒);进料:CO₂+H₂混合气,质量流量计精准控制;产物分析:在线气相色谱(GC-TCD/FID),气液分离后分别检测;产能:小试规模,合成气路线为气体产物,芳烃路线液体产物每小时可达克级.
1. 催化剂活化/还原:合成气路线4–8 h;芳烃路线6–12 h(H₂氛围升温还原);
2. 系统升温、稳态平衡:12–24 h;
3. 单条件稳定采样:6–12 h/点;
4. 多条件优化实验:5–10天;
5. 长周期稳定性测试:7–30天(目标≥1000 h稳定运行)。
北京世纪森朗,加氢高压反应釜,CO2转化反应装置,合成气制备系统。
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