在Fe-Zn-Mg-Cr尖晶石结构催化剂上丁烯-2氧化动力学

用玻璃外循环无梯度反应器研究了在Fe-Zn-Mg-Cr尖晶石结构催化剂上丁烯-2氧化脱氢动力学。丁烯-2氧化脱氢动力学服从三步骤Redox机理。用脉冲法研究了催化剂用丁烯-2还原及还原催化剂用氧再氧化步骤。用脉冲法测定了丁烯-2吸附热。丁烯-2及丁二烯深度氧化动力学服从经验速度方程。用正交设计法估计了动力学方程的参数。丁烯-2氧化脱氢速度比丁烯-1要快。     

丁烯氧化脱氢制丁二烯反应中丁烯转化的动力学初步考察

在10毫升催化床的小型装置上进行了丁烯转化动力学的初步考察,以期求出丁烯在L-2605型催化剂上氧化脱氢总包反应的似活化能与反应速度方程. 在排除线速度干扰的情况下,考察了催化剂粒度(粒度平均半径为0.025—0.16厘米)对丁烯氧化盼氢反应中丁烯转化速度的影响.在排除外扩散与内扩散干扰的条件下,进行了反应温度(350—530℃)及各反应物分压(丁烯、丁二烯、氧及水蒸气)对丁烯转化速度的影响的考察.求得丁烯在L-2605型催化剂上氧化脱氢的总包反应似活化能为20.7千卡/克分子.在试验的反应温度范围内,丁烯氧化脱氢中丁烯转化速度方程可表示如r=kp_u,式中r为丁烯转化速度,克分子/小时·克催化剂;k为速度常数,克分子/小时·克催化剂·大气压;p_u为丁烯分压,大气压.     

V_2O_5/MO-Al_2O_3(M=Mg,Ca,Sr,Ba)催化剂用于正丁烷催化氧化脱氢反应（英文）

采用浸渍法制备了不同V2O5担载量的V2O5/MO-Al2O3(M=Mg,Ca,Sr,Ba)催化剂,钒物种的前驱体为偏钒酸铵.对制备的催化剂进行了一系列表征,并对催化剂上正丁烷选择性氧化脱氢制取丁烯进行了反应研究.表征结果(包括比表面积、X射线衍射、傅里叶红外光谱、氢气程序升温还原和拉曼光谱)显示,不同碱土金属元素掺杂的催化剂显示不同的钒价态信息和催化性能.其中掺杂Ca,Sr,Ba的催化剂,正钒酸盐相很难被还原,因此催化剂的氧化还原循环难以建立,导致以上三种催化剂在正丁烷氧化脱氢反应中活性较低.然而,Mg掺杂的催化剂却显示出较高的催化活性和选择性.实验结果表明:在Mg掺杂的载体上担载5%V2O5的催化剂上600°C时可获得高达30.3%的正丁烷转化率和64.3%的烯烃总选择性.这与V2O5担载量为5%时,在获得高度分散的钒氧化合物物种时可使MgO晶相稳定存在密切相关.     

V2O5/MO-Al2O3（M = Mg，Ca，Sr，Ba）催化剂用于正丁烷催化氧化脱氢反应

采用浸渍法制备了不同V2O5担载量的V2O5/MO-Al2O3(M = Mg, Ca, Sr, Ba)催化剂,钒物种的前驱体为偏钒酸铵.对制备的催化剂进行了一系列表征,并对催化剂上正丁烷选择性氧化脱氢制取丁烯进行了反应研究.表征结果(包括比表面积、X射线衍射、傅里叶红外光谱、氢气程序升温还原和拉曼光谱)显示,不同碱土金属元素掺杂的催化剂显示不同的钒价态信息和催化性能.其中掺杂Ca, Sr, Ba的催化剂,正钒酸盐相很难被还原,因此催化剂的氧化还原循环难以建立,导致以上三种催化剂在正丁烷氧化脱氢反应中活性较低.然而, Mg掺杂的催化剂却显示出较高的催化活性和选择性.实验结果表明：在Mg掺杂的载体上担载5% V2O5的催化剂上600°C时可获得高达30.3%的正丁烷转化率和64.3%的烯烃总选择性.这与V2O5担载量为5%时,在获得高度分散的钒氧化合物物种时可使MgO晶相稳定存在密切相关.     

扩展示踪动力学方法的应用：Bi-Mo和铁系尖晶石催化剂上丁烯异构化和氧化脱氢反应动力学性能的比较

以~(14)C标记正丁烯为示踪化合物,用扩展示踪动力学方法解析了在Bi-Mo和铁系尖晶石催化剂上丁烯氧化脱氢全图谱的动力学和反应机理,结果表明,在Bi-Mo催化剂上选择氧化反应速度的顺序为丁烯-1大于丁烯-2,异构化的速度小于选择氧化反应的速度,燃烧反应的速度的顺序也是丁烯-1大于丁烯-2。在铁系尖晶石催化剂上,三种丁烯异构体的选择氧化的速度常数极相近,但顺丁烯略快;它们的异构化速度都明显较小,其中几何异构化的速度大于双键异构化的速度;其燃烧反应速度的次序为丁烯-2>丁二烯>丁烯-1。讨论了工业丁烯氧化脱氢装置中丁烯原料组成的影响,异构化的机理和氧化反应的可能速度控制步骤。     

正丁烷脱氢制正丁烯催化剂*

综述了对正丁烷脱氢制备正丁烯的催化剂体系,包括有氧脱氢中钒基催化剂、钼酸盐系列和焦磷酸盐系列催化剂;催化脱氢中贵金属Pt系催化剂、以ZSM-5分子筛为载体的催化剂以及膜反应器。探讨了正丁烷脱氢动力学,并在Mars-van Krevlen和 Eley-Rideal机理模型动力学基础上归纳了正丁烷氧化脱氢及直接脱氢的机理。讨论了正丁烷催化剂的影响因素,比较了各类催化剂的特点并对其进行展望,认为ZSM-5分子筛将可能成为正丁烷脱氢制正丁烯的新的研究热点。     

正丁烷在金属钼酸盐催化剂上的氧化脱氢

 用柠檬酸盐法合成了第一系列过渡金属(Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu和Zn)及Mg的钼酸盐催化剂,研究 了它们对正丁烷氧化脱氢反应的催化作用. 结果表明,这些钼酸盐催化剂的催化性能受阳离子的影响较大. CoMoO4催化剂具有最高的催化活性和较高的选择性,其催化性能与文献报道的对正丁烷氧化脱氢反应催化性能最好的ZrP2O7和Mg3V2O8催化剂大致相当; MgMoO4催化剂虽然选择性较高,但活性较低; Cr2(MoO4)3上基本没有C4烯烃生成; 其它钼酸盐催化剂对正丁烷氧化脱氢反应的催化活性和对烯烃的选择性都较低. XRD,NH3-TPD和H2-TPR的研究结果表明,催化剂为单一的钼酸盐晶相,催化剂的性能由其氧化还原性决定而与其表面酸量没有直接关系. 通过对产物分布的分析,提出了正丁烷在CoMoO4催化剂上的氧化脱氢反应途径. 在558 ℃,正丁烷发生氧化脱氢生成正丁烯和丁二烯以及氧化燃烧生成CO2三个平行竞争反应的竞争分率分别约为75%,10%和15%. 在正丁烷转化率较高的条件下,产物中的CO2主要来自C4烯烃的再氧化反应,而CO则完全来自C4烯烃的再氧化.     

正丁烷在VMgO和Ni-VMgO催化剂上氧化脱氢

 采用4种方法制备了VMgO催化剂样品(w(V2O5)=30%,w(MgO)=70%),并将其用于正丁烷氧化脱氢气固相反应. 结果表明,MgO经蒸馏水回流和焙烧处理后再用NH4VO3溶液浸渍所制得的VMgO,对正丁烷氧化脱氢生成丁烯和丁二烯反应具有更好的催化性能. 这是由于用该法制备的VMgO催化剂中存在较多的Mg3V2O8物种. 通过添加Ni对VMgO催化剂进行了改性. 结果表明,适量添加Ni(n(Ni)/n(V)=0.3)有利于催化剂中Mg3V2O8的生成,而Ni以Ni3V2O8的形态存在. 由此明显改善了VMgO催化剂对正丁烷氧化脱氢生成丁烯和丁二烯反应的催化性能.     

正丁烯在铁系尖晶石催化剂上氧化脱氢的反应机理

在铁系尖晶石催化剂上进行了氧吸附、丁烯吸附以及吸附氧和吸附丁烯的TPD试验,表明铁系催化剂表面上存在有分别和丁烯的燃烧、氧化脱氢及双键异构化相关的三种活性中心。根据这三种活性中心的性质以及丁烯—1、反—丁烯—2和顺—丁烯—2在该催化剂上的不同的反应速度,提出了改进的Rennard-Massoth机理。丁烯—1、反—丁烯—2和顺-丁烯—2在Fe—O正八面体晶胞上吸附络合物的CNDO/2法量子化学初步计算结果,支持所提的机理设想。分别用X射线粉末衍射、穆斯鲍尔谱及红外光谱测定了新鲜的和经过1000小时连续反应后的催化剂样品的ZnFe_2O_4,a-Fe_2O_3等晶相及Fe~(1+)的价态变化,指出该催化剂的稳定性和它的尖晶石相及a-Fe_2O_3相的稳定性密切相关。     

丁烯氧化脱氢动力学的氧化还原模型

本文报导了用无梯度内循环反应器在常压和320-380-(温度范围内,在稳态下测量铁酸盐尖晶石催化剂上丁烯氧化脱氢制丁二烯反应各组分分压和反应速度;推导出与催化剂还原一再氧化机理相应的丁烯氧化脱氢制丁二烯反应动力学方程.并用非线性最小二乘法拟合所测得的动力学实验数据,估算出各反应速度常数的指前因子和活化能等参数.     

用于丁烷选择氧化制顺酐的铈锆复合钒磷氧催化剂的研究

 在钒磷氧（VPO）催化剂中添加适量铈锆复合氧化物，得到了一\r\n种新型的铈锆复合钒磷氧催化剂．该催化剂对丁烷选择性氧化制顺酐反\r\n应的催化性能比纯VPO催化剂有了显著提高．在丁烷／空气共进料反应\r\n条件下，其顺酐收率比纯VPO催化剂提高了一倍；在无氧反应条件下，\r\n其可参与选择性氧化制顺酐的晶格氧量为纯VPO催化剂的2．2倍．BET比\r\n表面积测试、X射线衍射、钒平均价态测定和程序升温实验等表征结果\r\n表明，混合在催化剂活性相中的少量铈锆复合氧化物参与了VPO体系的\r\n氧化还原过程，并起到了以下两方面的作用：（1）促进了（VO）2P2O\r\n7相的形成，稳定了钒的平均价态，有利于最终形成晶相结构良好和反\r\n应性能稳定的VPO催化剂；（2）显著提高了VPO催化剂的氧化还原性能\r\n，大大增加了催化剂的可逆储氧量．     

碳四液化气在离子浸渍改性纳米HZSM-5沸石上的转化反应研究

在小型常压固定床反应器中研究了不同离子浸渍改性对纳米ZSM-5固体酸催化剂上丁烷和丁烯转化的影响.结果表明,混和碳四中异丁烷比正丁烷易转化,丁烯异构体的转化与其在原料中的含量有关.在贫烯烃原料中,丁烯倾向于生成.在富丁烯原料中,丁烯倾向于转化.但在两种情况下,产物中各丁烯含量大体上按异丁烯、顺反-丁烯-2和丁烯-1顺序递减.采用锌离子改性时异丁烷转化率提高、正丁烷转化率降低.锌离子改性有利于芳烃选择性,但是副产物甲烷和乙烷的产率也较高;铁离子改性对丁烷和丁烯的转化影响不大,但能减少甲烷和乙烷的生成,并提高芳烃选择性;与锌改性相比,锌钠双离子改性降低了异丁烷、正丁烷和丁烯-1的转化率,减少了芳烃产率,但能明显促进丙烯和丁烯的生成.上述结果为碳四液化气综合利用提供了有益信息.     

在 La-Cr-Fe 钙钛矿型催化剂上丁烷、反-2-丁烯及顺-2-丁烯深度氧化动力学

在La-Cr-Fe 钙钛矿型催化剂上用玻璃外循环无梯度反应器研究了丁烷、反-2-丁烯及顺-2-丁烯深度氧化动力学。丁烷、反-2-丁烯及顺-2-丁烯深度氧化动力学服从L-H机理模型。用正交设计法估计了动力学方程中的参数值。丁烷、反-2-丁烯及顺-2-丁烯深度氧化的L-H 机理模型为脉冲实验鉴别。用脉冲色谱法测定了“2-丁烯”及O_2的吸附热。丁烷、反-2-丁烯及顺-2-丁烯深度氧化的CO_2生成速度用(7)式描述。     

铁酸盐催化剂上丁烯-2的氧化脱氢反应动力学

由于氧化脱氢比脱氢有着不可比拟的优越性,所以氧化脱氢过程的催化剂研究受到重视.用复合氧化物作催化剂,以丁烯为原料生产合成橡胶和塑料的单体丁二烯已用于     

在Fe-Zn-Mg催化剂上丁烯-1氧化脱氢制丁二烯动力学

用玻璃流动外循环反应器研究了Fe_4.9Zn_0.9Mg_0.1(原子比)催化剂上丁烯-1氧化脱氢动力学,丁烯-1氧化脱氢制丁二烯、丁烯-1及丁二烯深度氧化生成CO₂的动力学用双反应分子强吸附的L-H(LangmuirHinshelwood)机理方程描述。速度方程的参数用非线性最小二乘法估计,得丁二烯生成速度r_D和CO₂生成速度r_co2的动力学方程式。     

表面改性活性炭负载催化剂Pt-Sn/AC的制备及其催化性能

分别将活性炭（AC-1）在65%HNO₃和空气中进行氧化处理,制得两种表面改性的活性炭载体（AC-2和AC-3）。以AC-1~AC-3为载体,采用等体积分步浸渍法制备了3种Pt-Sn/AC催化剂（Cat-1~Cat-3）,其结构经XRD, TEM, FT-IR, TG-DTG和N₂吸附-脱附表征。以正丁烷脱氢反应为模板反应,研究了Cat-1~Cat-3的催化性能。结果表明：Cat-2催化性能最好,正丁烷脱氢转化率71.5%,正丁烯选择性77.5%。     

钾-锰氧化物催化剂上丙烯和丁酮深度氧化反应动力学

在氧大大过量条件下,分别考察了丙烯和丁酮在K/Mn原子比分别为0和0.12的两个氧化锰催化剂上的深度氧化反应动力学。结果表明,有机物类型不同,反应动力学特征及掺钾对动力学的影响也不同。丙烯深度氧化反应速度可用幂函数表达式r=Ae~(-△ERT)P_(C_3U_6)~α来表示,而丁酮深度氧化反应速度则可用氧过量且保持不变条件下的L-H方程r=KP_(C_4H_8O)/(l+bP_(C_4H_8O))~2来描述。     

REFeO~3上CO氧化Redox机理的控制步骤

用柠檬酸配合法制备REFeO_3(RE=La,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,及Dy).用XRD测定了REFeO_3的钙钛矿结构.用CO还原脉冲及O_2氧化脉冲证实REFeO_3上CO氧化为Redox机理.用外循环流动无梯度反应器研究CO氧化稳态动力学.动力学方程中的参数用正交设计法估计.催化剂用CO还原的速率常数k_1比还原了的催化剂用O_2再氧化速率常数k_2要大,k_1/k_2值在4.22～133之间,这说明在REFeO_3上CO氧化的控制步骤为还原催化剂的再氧化.用脉冲法得到的CO转化率(X_(co)比O_2的转化率(X_o_2)要大.脉冲法证实稳态动力学控制步骤的结论.Redox动力学方程式(9)可简化为控制步骤方程式(11).催化剂还原速度常数与一定P_(co)及P_o_2下的反应速度呈近似的线性关系.在REFeO_3上CO氧化存在补偿效应.     

扩展示踪动力学方法的应用：用14C标记丁烯-1研究Sn-P-Li催化剂上丁烯氧化脱氢反应中异构化和氧化反应动力学和机理

本文以(14)~C标记丁烯-1在Sn-P-Li催化剂上的异构化和氧化脱氢的机理及动力学为例,详细地介绍了扩展示踪动力学方法。 在Sn-P-Li催化剂上丁烯-1的选择氧化速度明显大于丁烯-2,而燃烧反应的速度却远小于丁烯-2。选择氧化反应对丁烯为0.8级,对氧为0.2级。动力学结果还表明在Sn-P-Li催化剂上丁烯异构化反应主要通过烯丙基脱附进行的。若选择氧化反应是通过烯丙基进行的,则第一个氢原子的裂离可能是速度控制步骤。     

在Pt/Al2O3催化剂上丁烷及顺、反-2-丁烯深度氧化催化剂的有效因子

用玻璃外循环无梯度反应器研究在Pt/Al₂O₃催化剂上丁烷、反-2-丁烯及顺-2-丁烯深度氧化的内扩散影响.测出催化剂有效因子η为0.42～1.27,并随反应温度升高而下降.用Runge-Kutta法计算氧在催化剂孔内压力分布,孔中心氧分压y₀随内扩散影响加大而下降,在420℃y₀如趋于零.