合成气一步法制备液化石油气单管实验研究

采用甲醇合成催化剂与脱水催化剂机械混合,制备了液化石油气(LPG)合成催化剂。以模拟生物质气为原料气,在固定床单管实验装置上,温度(220~330 ℃)、压力(1.2~5.1 MPa)和空速(500~3 000 h^-1)条件下考察催化剂的性能。结果表明,在325 ℃、2.1 MPa、1 500 h^-1条件下,CO转化率达到72.36%,LPG占烃类产物的71.21%。当设定温度为325 ℃、压力2.1 MPa时、空速≤2 500 h^-1时,系统可以稳定运行;空速达到3 000 h^-1时,反应器内部温度迅速升高无法控制,造成催化剂烧结失活。针对上述催化剂,采用NH₃-TPD、XRD、N₂吸附-脱附和TPO对催化剂进行了表征。结果表明,催化剂的积炭、强酸位酸性降低及比表面积的降低是导致催化剂活性降低的重要影响因素。     

自甲醇制取烃类催化剂的研制 Ⅳ.ZSM-5沸石催化剂的寿命试验

在微型反应器中研究了甲醇—汽油法所用ZSM-5沸石催化剂的再生性。反应温度在370℃—450℃的范围内,ZSM-5(A)型(H-5014)和ZSM-5(B)型(H-5021)两种催化剂都具有较好的再生性。在小型固定床等温反应器中,在压力5gk/cm~2,温度390℃,空速2h~(-1)(体积)的条件下,进行催化剂的寿命试验。对ZSM-5(A)型(AC82-2)和ZSM-5(B)型(BC82-1)两种催化剂分别进行了5个和8个周期的反应,累计反应时间都超过了1000小时,平均每克催化剂处理甲醇分别为3150.7克和2447.1克。催化剂的活性,选择性和稳定性仍保持良好。     

合成气制低碳燃料醇工业侧线模试

在接近工业操作条件下,综合考察催化剂制备放大、工业粒度催化剂、反应器放大及工业合成气等放大效应对合成气制低碳燃料醇催化反应的影响。在模试反应器中采用多段蛇管换热及移热与催化剂床层合理稀释,从而保证反应温度均匀。在模试中较系统地考察了温度、压力、空速及合成气中CO_2含量对合成低碳燃料醇反应的影响。在400—405℃,14—15MPa,尾气空速4000h~(-1)条件下进行了1000小时寿命试验,结果良好。低碳燃料醇的时空产率为0.21—0.25升醇/升催化剂/小时。在燃料醇中,甲醇占74—77%,异丁醇12—15%。本工作为合成气制低碳燃醇料工业试验装置的基础设计提供数据。     

铂-铼重整催化剂环己烷脱氢动力学

本动力学研究是在流动加压微反-色谱装置中进行。反应条件是:反应温度390—420℃,压力0.3—1.6MPa,液体空速20—100h~(-1),氢和环己烷的分子比是8:1,反应器内装入粒度为40—60目的催化剂0.102g,反应结果出色谱微处理机处理。环己烷脱氢动力学模型是L-H双位活性中心机理模型,反应的初速度方程式为r_0=(k_aK_c(P_c~0)~2)/([1 K_c(P_c~0)~2 K_H~(1/3)p_H~0]~2)k_a=1.2384×10~7exp(-11100/T)(mol/g·h)K_c=7.3178×10~(-4)exp(8534.776/T)(MPa~(-2))并得出反应活化能E=91.90(KJ/mol) 环己烷吸附热Q=70.66(KJ/mol)     

Cu/SiO_2催化香茅醇一步合成香茅腈的研究

以香茅醇为原料、制备的介孔Cu/SiO_2为催化剂,在固定床反应器中对一步法催化香茅醇合成香茅腈进行了研究。采用气象色谱、红外光谱和质谱对反应产物进行了定性定量分析。考察了反应温度、氨醇摩尔比和原料空速(WHSV)对反应的影响。实验结果显示,以Cu/SiO_2为催化剂,反应温度270℃、0.1MPa、氨醇摩尔比4.5和原料空速1.24 h~(-1)时,反应转化率达到99.52%,香茅腈选择性达89.66%。并在最佳反应条件下,对Cu/SiO_2催化剂的稳定性进行了研究,实验表明,400h后催化剂失活。     

乙酸选择性加氢制乙醇反应性能研究

在固定床反应器上考察了反应温度、反应压力、乙酸(HAC)液体进料空速、H_2/HAC(总气体空速GHSV或H_2流量)对乙酸选择性加氢制乙醇反应的影响,研究了乙酸转化率、产物选择性、乙醇时空收率的变化规律,验证了自主开发催化剂的稳定性。结果表明,副产物的选择性受反应条件的影响,选择合适的反应条件可以抑制乙酸乙酯和丙酮的生成。原料与催化剂床层接触时间小于5s时,可以避免发生乙酸加氢分解脱羰反应生成甲烷气相产物,也避免了乙醇的进一步反应生成乙烷。在反应温度为280℃,反应压力为2.5 MPa,乙酸进料液时空速为0.72 h~(-1),H_2/HAC(mol ratio)为16的条件下,乙酸乙酯选择性为6%。900 h长周期实验表明,自主开发催化剂具有较好的工业应用前景。     

反应温度对煤液化中油用镍钼催化剂加氢产物组成和性质的影响

用商业镍钼催化剂对Wandoan 煤加氢液化中油进行加氢精制,研究产物油性质和反应温度的关系。实验在氢气压力为10MPa、温度范围为310—390℃、体积空速为1h~(-1)的条件下进行。用气相色谱和色谱-质潜联用仪分析产物油,发现其中主要含有环己烷、苯的衍生物、吲哚、四氢萘、萘、联苯、苊、二苯并呋喃、芴和菲及它们的烷基取代物和加氢衍生物。     

合金催化剂用于合成甲醇

以Raney法研制了Cu-Zn-Al合金催化剂,并将其用于CO H_2合成甲醇反应。考察了合金在固定床中的组成及浸析条件对催化剂组成的影响。反应条件的试验结果表明,在反应温度为270℃,压力为50—80kg/cm~2,原料气空速8000—16000h~(-1),H_2/CO为1.5—3.0的条件下,合金催化剂对合成甲醇反应具有较好的活性和稳定性。在270℃,50kg/cm~2压力下,时空收率可达2.0ml/ml cat·h,70kg/cm~2压力下为3.4ml/mlcat·h,在连续九天的稳定性试验中活性稳定。在三相床搅拌釜中连续九天的运转结果表明,合金催化剂具有良好的耐磨性。对催化剂物理化学性能作了初步测定,X-射线衍射结果证明,催化剂的活性组份为零价铜。     

精制煤液化中油加氢裂化制取喷气燃料的研究

在实验室固定床反应装置上,选用Mo-Ni-P/Si-Al工业催化剂,对精煤液化中油进行了加氢裂化制取喷气燃料的实验。考察了反应温度、空速对芳烃加氢转化及产品馏分分布的影响。通过加氢裂化,降低了油品芳烃含量,提高了喷气燃料馏分的收率。在总压为15MPa,反应温度为350—360℃,空速为0.8—1.0h~(-1)条件下,获得了芳烃含量低于10w%的低结晶点的优质喷气燃料产品。并对煤液化中油制取的喷气燃料的组成和性质进行了分析和评价。     

空心球状氧化锌的制备及其脱硫性能研究

采用葡萄糖为模板剂,通过水热法合成了ZnO空心球,用等体积浸渍法在氧化锌空心球上负载金属Ni,制成脱硫催化剂。通过X射线衍射(XRD),N_2吸附-脱附(BET),扫描电镜(SEM)等方法对催化剂进行了表征;并以正庚烷-噻吩为模型化合物,考察了其脱硫性能。结果表明氧化锌空心球具有较大的比表面积和孔体积,有利于汽油中含硫化合物的扩散和吸附。在反应温度320℃、压力1.0 MPa、进料体积空速为6h~(-1)、氢气与模拟油体积比为60的条件下,脱硫率可高达95.5%,拥有很大的工业应用价值。     

Ni_2P催化剂的低温还原法合成及其HDS性能

在低还原温度下程序升温还原法制备了Ni2P/MCM-41催化剂,并采用H2-TPR、TG-DTG、XRD、BET、XPS等手段对制备的催化剂进行了表征,考察了还原温度对活性相Ni2P形成以及催化剂二苯并噻吩HDS性能的影响。结果表明,在210~390℃下还原得到的催化剂活性相为单一的Ni2P相;在390℃下还原得到的催化剂具有最高的二苯并噻吩HDS活性,在反应温度340℃、反应压力3.0 MPa、氢/油体积比500、质量空速(WHSV)2.0 h-1的条件下二苯并噻吩HDS转化率达到99.0%。     

甲醇水蒸气重整制氢CuO/La_(1-x)Ce_xCrO_3催化剂

采用溶胶凝胶法制备了负载型CuO/La_(1-x)Ce_xCrO_3催化剂,研究了A位中Ce元素掺杂量对CuO/La_(1-x)Ce_xCrO_3催化剂结构、性质及其催化甲醇水蒸气重整制氢性能的影响。结果表明,掺杂Ce元素影响了CuO的还原性能和钙钛矿载体与CuO之间的作用力,进而影响了CuO/La_(1-x)Ce_xCrO_3催化剂对甲醇水蒸气重整制氢反应的催化性能。其中,CuO/La_(0.8)Ce_(0.2)CrO_3具有较好的催化性能,在280℃、水醇物质的量比为1.2、甲醇气体空速为800 h~(-1)的条件下,甲醇转化率达到100%。     

苯和乙醇烷基化制乙苯的研究——Ⅲ.HZSM 5及其改性后的酸性和催化性能

在HZSM-5分子筛上考察了反应温度、空速和苯、乙醇比对烷基化合成乙苯反应性能的影响。结果表明,反应温度为320—340℃、空速4—5h~(-1)、苯/醇=4—5∶1(mol 比)时,乙苯选择性较好(86%)。用磷改性后HZSM-5催化剂的孔尺寸及表面酸量和B酸与L 酸的比例均有变化。含1%P_2O_5催化剂的B 酸含量和TPD 谱图上峰Ⅱ的比例均出现最高值,该催化剂具有最好的选择性(约88—90%)。对某催化剂进行了1100小时稳定性考察,结果令人满意,乙苯选择性达90%(苯/醇=5∶1)。     

PdMoP/γ-Al_2O_3催化剂上大豆油甲酯加氢脱氧制备烷烃类生物柴油

采用等体积浸渍法将Pd、Mo和P元素负载在γ-Al_2O_3上制得PdMoP/γ-Al_2O_3催化剂,通过XRD、NH_3-TPD、XPS、Py-FTIR、氮吸附和STEM-EDS等手段对催化剂进行了表征,以大豆油甲酯为原料考察了催化剂的催化加氢脱氧性能,并进行了加氢脱氧工艺条件的优化。结果表明,Pd、Mo、P三种元素相结合能够有效地调节催化剂的酸性;Mo元素可降低催化剂的强酸酸性; P元素可增强催化剂的弱酸酸性,使得催化剂弱酸的B/L值减小、强酸的B/L值略有增大。经优化后的加氢工艺条件为:315℃、1.5 MPa、WHSV为0.5 h~(-1)、H_2/esters体积比为1100,大豆油甲酯的转化率达到98.4%,C_(15-18)烷烃收率达到91.5%。     

改性纳米ZSM-11分子筛及其催化苯与甲醇烷基化反应的性能

采用先NaOH溶液碱处理后用柠檬酸溶液酸处理的方法对纳米ZSM-11分子筛进行改性.采用X射线衍射(XRD)、N_2吸附-脱附、扫描电镜(FE-SEM)、NH_3-TPD和热重(TG)等技术对改性前后的样品进行表征,将得到的催化剂应用于苯与甲醇烷基化制甲苯反应,结果表明:采用经改性处理的纳米ZSM-11分子筛催化剂,在反应温度为350℃,压力为0.2 MPa,质量空速(WHSV)为6 h~(-1),苯与甲醇进料摩尔比为1∶1的条件下,苯与甲醇烷基化反应产物中甲苯选择性明显提高,苯转化率达到44.7%,甲苯和二甲苯总选择性达到97.4%,其中甲苯选择性为86.5%,甲苯收率为37.8%.     

甲苯/甲醇择形烷基化制备对二甲苯中高性能HZSM-5催化剂的制备及反应性能评价

对添加不同造孔剂用量挤条成型的HZSM-5分子筛,通过浸渍法制备了金属-非金属复合改性的催化剂,采用X射线衍射(XRD)、压汞法等手段对催化剂的结构进行了表征,在固定床等温反应器上考察了HZSM-5分子筛催化剂在甲苯与甲醇烷基化反应中的性能.结果表明,在温度为540℃、压力为0.5 MPa、质量空速为2 h~(-1)、n(甲醇):n(甲苯)=1:2、n(甲苯+甲醇):n(H_2O):n(H_2)=1:1.3:4的优化反应条件下,高造孔剂用量的HZSM-5分子筛催化剂上甲苯转化率达28%~34%,对二甲苯在二甲苯异构体中的选择性为92%~96%,单程稳定运行超过1200 h.活性下降的催化剂经原位再生后性能基本恢复,并通过N2吸附、热重分析(TG-DTG)、氨气-程序升温脱附(NH3-TPD)、拉曼光谱(Raman)、紫外-可见分光光谱(UV-Vis)和核磁共振(NMR)等手段对反应前后的催化剂进行了表征.     

CuCl_2/13X催化剂在乙炔氢氯化反应中的应用

将13X分子筛与氯化铜活性组分相结合,制备了稳定性和选择性优异的乙炔氢氯化反应催化剂CuCl_2/13X.系统考察了氯化铜负载量、反应温度、反应气空速、预处理温度对CuCl_2/13X催化剂反应性能的影响.发现经300℃预处理后,在反应温度220℃和乙炔空速30 h~(-1)条件下,氯化铜负载量25%的25CuCl_2/13X催化剂具有最佳的反应性能,乙炔转化率高于78%、氯乙烯选择性超过99%,反应16 h后催化剂的活性和选择性稳定且略有升高.运用低温氮气物理吸附、穿透实验、热重分析以及X射线衍射分析等手段对催化剂及反应过程进行了表征.分析了反应条件对结果产生影响的原因,并发现催化剂对HCl的强吸附性能和13X与氯化铜之间的相互促进作用,是CuCl_2/13X性能优于CuCl_2/AC的原因.     

制备方法对Ni2P/SiO2催化剂结构及萘加氢性能的影响

采用程序升温还原法和次磷酸盐歧化法制备了Ni_2P/SiO_2催化剂,结合现代仪器分析表征技术,研究了制备方法对Ni_2P/SiO_2催化剂结构和萘加氢性能的影响。结果表明,两种方法均可制备出仅含Ni_2P活性相的Ni_2P/SiO_2催化剂,在反应温度340℃、氢气压力4 MPa、空速为20.8 h~(-1)下,程序升温还原法制备的Ni_2P/SiO_2催化剂表现出更高的萘加氢活性,这主要是因为程序还原法制备的Ni_2P/SiO_2催化剂中有更多Ni_2P物种生成,提供了较多的活性位点(CO吸附量21.6μmol/g);且催化剂表面弱酸位点多,有利于芳烃吸附。当选用程序升温还原法制备Ni_2P/SiO_2催化剂时,在保证生成纯相Ni_2P的前提下,较低的Ni/P比更有利于合成高加氢活性的Ni_2P/SiO_2催化剂。     

Co-B/γ-Al2O3非晶态催化剂的制备及其催化乳酸乙酯液相加氢性能

采用浸渍-还原法制备了负载型Co-B/γ-Al₂O₃非晶态合金催化剂, 并将其应用于乳酸乙酯液相加氢制备1,2-丙二醇(1,2-PDO)反应中, 研究了其催化加氢性能. 采用电感耦合等离子体(ICP)发射光谱仪、X射线衍射(XRD)仪、透射电子显微镜(TEM)、差示扫描量热(DSC)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂的性能进行了表征, 考察了制备条件对催化剂性能的影响. 结果表明, 新鲜的Co-B/γ-Al₂O₃催化剂具有非晶态结构, Co-B均匀地分散在载体γ-Al₂O₃上. 随着Co负载量的增加, 催化剂的热稳定性提高, 催化剂表面Co/B原子比增加. 当金属Co理论负载量为30%(质量分数, w)时, Co-B/γ-Al₂O₃催化剂表现出最高的加氢催化性能, 在160 ℃, 氢气压力为6.0 MPa条件下反应9 h, 乳酸乙酯的转化频率(TOF)为1.41 h^-1, 转化率达到93.63%, 1,2-丙二醇的选择性达到96.10%. 催化剂的加氢性能取决于其分散均匀的Co-B纳米粒子、较高的表面Co/B原子比及Co和B之间的电子转移效应.     

Cu/ZnO@H-β-P催化剂在合成气制备液化石油气反应中的性能研究

采用共沉淀法制备Cu/ZnO催化剂、水热合成法制备H-β分子筛、通过物理包膜法制备了具有核壳结构的Cu/ZnO@H-β-P催化剂,并用于合成气制备液化石油气(LPG)反应。通过XRD、NH3-TPD、BET和SEM-EDS等手段对催化剂进行了表征,利用固定床连续反应装置对催化剂进行了活性评价。结果表明,Cu/ZnO@H-β-P催化剂是具有中孔的核壳结构材料,其协同作用打破了原有的热力学平衡,促进了甲醇→DME→LPG串联反应的连续进行。与物理混合的Mix-Cu/ZnO-H-β催化剂相比,Cu/ZnO@H-β-P催化剂的CO转化率和LPG选择性更高,空速和反应温度对催化剂活性影响明显,最佳空速和反应温度分别为2 400 h~(-1)和350℃。使用Cu/ZnO@H-β-P催化剂在最佳条件下进行合成气制备LPG反应,CO转化率达到了57.22%,LPG选择性达到了60.52%。