合成异丙苯二次失活FX-01催化剂烧炭再生研究

以工业合成异丙苯二次失活催化剂为研究对象，考察了二次失活催化剂在不同温度下再生前后酸种类及其比例、酸含量、晶相、孔结构等性能，并分析了失活催化剂结炭性质及不同温度烧炭再生情况。结果表明：温度大于４５０℃才能烧炭，５００℃可将炭烧除７８％，６００℃方可将炭烧净。５００～６００℃烧炭后催化剂酸种类及其比例可完全恢复，酸量可恢复８０～９９％，晶相、孔结构基本未改变，本征活性恢复６６～８５％。与一次轻度结炭ＦＸ０１催化剂相比，要提高烧炭温度。     

含水蒸气烧炭再生对β沸石催化剂脱铝的影响

 以苯与丙烯的烷基化反应中试失活β沸石催化剂为研究对象，在水蒸气存在下进行烧炭再生，着重考察了温度对催化剂脱铝的影响，并揭示出脱铝影响催化剂的活性、酸性、晶体结构和孔结构特征．用滴定法及核磁共振法确定了新鲜催化剂和再生催化剂骨架的硅／铝比，并结合XRD表征阐明在高于450℃下烧炭再生时确有脱铝发生．控制再生温度可使催化剂性能基本得到恢复．寿命实验结果表明，含水蒸气再生后的样品与新鲜催化剂有相当的寿命，该方法可用于失活催化剂的再生．提出了水蒸气存在下能有效控制烧炭反应，从而抑制床层飞温的作用机理．     

低碳烃芳构化催化剂再生过程研究

由低碳烃转化生成芳烃，高温下伴随裂解聚合生焦反应，催化剂需周期性再生方可保持高的芳烃收率和选择性。本文对ＧａＺＳＭ５低碳烃芳构化结炭催化剂的再生过程进行了研究，考察了载气气流配比、气体空速及烧炭温度对烧炭程度的影响，在此基础上选定了烧炭程序。在１０ｍｌ、１００ｍｌ反应装置上的在位烧炭结果表明，此烧炭程序能使催化剂上所结之炭完全脱出，催化剂活性完全恢复。并建立了宏观再生动力学方程。     

合成CFC-12替代物HFC-134a用CrF_3/AlF_3催化剂的研究 Ⅳ.AlF3基催化剂的制备及性能

本文探讨了γＡｌＦ３的热稳定性和酸性以及活性组分Ｃｒ３＋含量与活性的关系．考察了研制的ＡｌＦ３基催化剂的活性、稳定性及再生性，并对催化剂反应前后的结构进行比较．结果表明，催化剂的强酸中心是ＨＣＦＣ１３３ａ氟化生成ＨＦＣ１３４ａ的活性中心，催化剂晶格的氟离子参与了氟氯交换反应．ＡｌＦ３基催化剂具有高的活性和稳定性，在３５０℃，经２４００ｈ连续运行后，催化剂的晶相结构及比表面积未发生明显的变化．催化剂有较高的热稳定性，在４００℃反应８００ｈ催化剂仍具有一定的活性（３０％）．催化剂结炭失活可在３５０℃通空气或空气与ＨＦ的混合气进行再生     

焙烧温度对Si-Ba-Cs-P复合氧化物催化剂结构及组成和催化性能的影响

Si-Ba-Cs-P复合氧化物催化的单乙醇胺分子内脱水反应极易受催化剂焙烧温度条件变化影响.催化剂采用X射线粉晶衍射(XRD)、程序升温脱附(NH3-TPD)及氮吸附等技术进行表征.在550℃焙烧处理的催化剂,虽然单乙醇胺完全转化,但产品乙烯亚胺选择性却不到10%,催化剂中的物相组成主要为CsBa2(PO3)5晶相及Cs4Ba(PO3)6晶相,孔结构主要为介孔;在700~900℃焙烧处理的催化剂,催化剂酸性及BET比表面积明显下降,催化剂中的物相组成主要为α-Cs4P2O7晶相,孔径逐渐减小,虽然单乙醇胺转化率稍有下降,但产品乙烯亚胺选择性却有很大提高.当焙烧温度为800~900℃时,可在保证单乙醇胺转化率大于80%的前提下,得到高于76%的乙烯亚胺选择性.     

甲烷在Mo/HZSM-5催化剂上的脱氢聚合反应

对不同Mo含量的Mo／HZSM－5催化剂的结构进行了表征，并对这些催化剂的甲烷非氧气氛下的转化反应进行了考察．催化剂的BET比表面积及酸性随Mo含量的增加而降低，当Mo含量大于5％时，Mo对ZSM－5分子筛的晶型有影响，并出现MoO3物相．甲烷在700℃时可高选择性地生成苯和乙烯，最佳Mo含量大约为2％．纯的MoO3或HZSM－5上该反应几乎不进行，因此，可能是分散的钼氧离子和分子筛的酸中心是甲烷转化的活性中心，只有二者的协同作用才能促进甲烷的转化．反应后催化剂中的钼物种被还原了．催化剂上的积炭可能是催化剂失活的主要原因之一，烧炭后催化剂活性基本恢复．     

甲烷在Mo/HZSM-5催化剂上的脱氢聚合反应

对不同Mo含量的Mo／HZSM－5催化剂的结构进行了表征，并对这些催化剂的甲烷非氧气氛下的转化反应进行了考察．催化剂的BET比表面积及酸性随Mo含量的增加而降低，当Mo含量大于5％时，Mo对ZSM－5分子筛的晶型有影响，并出现MoO3物相．甲烷在700℃时可高选择性地生成苯和乙烯，最佳Mo含量大约为2％．纯的MoO3或HZSM－5上该反应几乎不进行，因此，可能是分散的钼氧离子和分子筛的酸中心是甲烷转化的活性中心，只有二者的协同作用才能促进甲烷的转化．反应后催化剂中的钼物种被还原了．催化剂上的积炭可能是催化剂失活的主要原因之一，烧炭后催化剂活性基本恢复．     

改性八面沸石上结炭的红外光谱研究：Ⅴ.酸性位在结炭中的作用

催化反应中生成的焦炭常会阻塞沸石孔道或覆盖活性中心,从而使反应活性和选择性大大下降。针对沸石结炭的研究报导已有不少,但至今人们对结炭过程的认识还很模糊,酸强度及酸种类对结炭反应的影响也有待进一步研究。 沸石表面酸性位既是烃吸附位又是重要的结炭活性中心,B酸和L酸与探针分子—吡啶作用后可分别在1540、1450cm~(-1)处定量产生红外吸收谱带。本文在前文的基础上研究了SiCl_4同晶取代Y沸石上酸种类及酸强度在结炭反应中的作用。     

焙烧温度对TiO2-ZrO2复合氧化物性质及其对十八醇脱水制十八烯反应性能的影响

通过在ZrO_2中掺杂TiO_2,并在350-500℃下焙烧,制备了系列TiO_2-ZrO_2复合氧化物催化剂,将其应用于十八醇脱水制十八烯反应。随焙烧温度的升高,催化剂表面的Lewis酸性位量逐渐增加,450℃焙烧的催化剂Lewis酸性位量最多,焙烧温度继续升高则Lewis酸性位量降低;催化剂中未发现Br?nsted酸性位。焙烧温度≤400℃的TiO_2-ZrO_2复合氧化物形成Ti-O-Zr键,呈无定形态;焙烧温度400℃的TiO_2-ZrO_2复合氧化物呈单斜相和四方相ZrO_2晶型。晶相结构和酸性位量综合影响催化剂的十八醇脱水性能,具有单斜相和四方相ZrO_2晶型的催化剂上酸性位活性很低,具有无定形相的催化剂上酸性位活性显著增加,400℃焙烧的催化剂1-十八烯收率最高。     

HDN催化剂氧化烧炭条件的考察

对使用过的工业粒度ＭｏＮｉＰ／Ａｌ２Ｏ３重油加氢脱氮（ＨＤＮ）催化剂，考察了温度、氧含量及气体空速对烧炭速率、烧炭程度和催化剂比表面和孔结构的影响，给出了最佳的烧炭条件和结果。实验表明，常压下，气体空速为１２００ｍｌ·ｇ１·ｈ１时，用含４％Ｏ２的氮气烧炭最佳温度为５００℃，用空气烧炭的最佳温度为４５０℃。即使脱炭率达到９７％，烧炭后的催化剂比表面也比新鲜催化剂的比表面低些。     

Deactivation and regeneration of the B2O3/TiO2-ZrO2 catalyst in the vapor phase Beckmann rearrangement of cyclohexanone oxime

The deactivation and regeneration of B₂O₃/TiO₂-ZrO₂ catalyst for the vapor phase Beckmann rearrangement of cyclohexanone oxime to -caprolactam were studied. The fresh, deactivated and regenerated catalysts were characterized by using adsorption of nitrogen, X-ray diffraction (XRD), thermogravimetry (TG) and NH₃-temperature-programmed desorption (NH₃-TPD) techniques. The crystal structure and pore size distribution of the catalyst were retained after reaction, but the number of acid sites decreased significantly. There was a relationship between the amount of coke deposited on the catalyst and the decline in catalytic activity. These results suggest that the coke deposition on the surface of catalyst is mainly responsible for the catalyst deactivation. The catalytic activity can be recovered completely after calcining the deactivated catalyst in air flow at 600 °C for 8 h.     

ZSM-5分子筛催化剂稳定性的研究

为观察C₄烯烃转化制丙烯过程中影响催化剂稳定性的因素，对经历不同反应时间（即新鲜、反应48h、反应650h、反应650h后再生和再生后再进行反应48h）的系列ZSM-5分子筛催化剂进行了表征。结果表明，经历长期反应后，催化剂微孔体积和BJH吸附累积孔体积明显降低；再生后，孔体积可以恢复到新鲜催化剂的初始值。与此同时，NH₃-TPD酸量不仅降低，而且再生后也不能得到恢复。与高温水蒸气处理的催化剂相比较，²7Al MAS NMR表征结果说明，积炭因素对催化剂孔体积的影响可通过再生消除，而分子筛骨架铝丢失和分子筛晶胞参数的降低对催化剂酸量的持续减少起主要作用。长期在高温水蒸气条件下运行后，催化剂酸量可维持在一定水平，使催化剂长期稳定运行成为可能。     

吸附分离正构烃结焦失活的无粘结剂5A分子筛氧化再生研究

在固定床吸附器上模拟无粘结剂5A分子筛的失活过程,并对失活分子筛进行氧化再生研究。结果表明,焦炭会堵塞部分分子筛孔道,导致失活分子筛的比表面积和孔容减小、平均孔径增加。焦炭含量增加,分子筛的失活度增加,但增加的速率逐渐减小。氧化反应温度由582K升至787K,焦炭脱除率由64%增至100%。失活分子筛于787K下氧化处理后,其上焦炭被完全脱除,分子筛的吸附活性完全恢复。氧化再生后分子筛的比表面积和孔容增加,但难以恢复至新鲜分子筛的水平。在685K~884K,实验得到的无粘结剂5A分子筛上焦炭的氧化脱除宏观动力学方程为：ln(C₀/C) = 0.013exp(-28122.1/T) (p_O2)0.32t。     

Determination of the location of coke in catalysts by a novel NMR-based, liquid-porosimetry approach

In this work, a new technique, suitable for chemically-heterogeneous materials, has been used to characterise the structural properties of porous heterogeneous catalysts. A liquid-liquid exchange (LLE) process within nanoporous catalysts has been followed using NMR relaxometry and NMR diffusometry. In order to validate the new technique, two model materials were used. First, a chemically-pure, sol-gel silica, with a simple, mono-disperse pore-space, was studied. The second model material was a bidisperse, eggshell Pt-alumina catalyst. The Pt-alumina catalyst was studied both fresh, and coked following chemical reaction. The degree of structural and chemical complexity added by coking was restricted by the localisation of the coke deposition to the Pt-eggshell layer. Under so-called 'metered' supply conditions, when a high affinity liquid (water) displaced a low affinity liquid (cyclohexane) from the sol-gel silica, entrapment of the low affinity liquid was observed which was similar to that observed in mercury porosimetry. In a similar experiment, comparing LLE in fresh and coked samples of the Pt-alumina catalyst pellets, it was found, for the fresh sample, that water initially displaced cyclohexane from a sub-set of the most accessible, smallest pores, as might expected under metered conditions, but this did not occur for coked catalysts. This finding suggested coking had removed some smaller pores located close to the surface of the pellet, in agreement with where the Pt-metal was preferentially located and coking was known to have occurred.     

稀释蒸汽中Na+及积炭对甲醇制丙烯催化剂性能影响

考察了稀释蒸汽中Na⁺及积炭对甲醇制丙烯(MTP)催化剂物理化学性质和催化性能影响, 及离子交换后催化性能. 采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线荧光(XRF)光谱、N₂吸附-脱附、程序升温氨脱附(NH3-TPD)和热重(TG)分析等方法对失活和再生催化剂进行了表征, 并在101325 Pa、470℃ 和甲醇空速(WHSV)为1.0-3.0 h^-1的反应条件下, 采用连续流动固定床微型反应器考察其催化甲醇制丙烯性能. 结果表明: MTP反应970 h后的催化剂晶体结构和形貌没有受到明显破坏, 但稀释蒸汽中Na⁺极易扩散至催化剂表面,部分取代H质子的位置, 从而使催化剂酸性逐渐下降而中毒失活; 另外, MTP催化剂表面的积炭导致分子筛微孔堵塞是造成其失活的主要原因, 可通过烧炭再生过程消除, 而水蒸汽脱铝对催化剂性能的影响缓慢但更严重. 用再生和离子交换处理后, Na⁺中毒催化剂MTP反应性能基本完全恢复. 在470 h反应过程中, 甲醇转化率保持在99%以上, 丙烯选择性大于46%, 且随着反应时间的延长, 丙烯选择性逐渐升高、乙烯选择性逐渐下降.     

Regeneration of C4H10 dry reforming catalyst by nonthermal plasma

Carbon deposition via coke formation is one of the critical problems causing catalyst deactivation during the reforming of hydrocarbons. An effort was made to regenerate the catalyst (Ni/γ-alumina) by oxidation methods. Two approaches were carried out for the regeneration of the deactivated catalyst. The first one involves the plasma treatment of the deactivated catalyst in the presence of dry air over a temperature range of 300～500 °C, while the second one only the thermal treatment in the same temperature range. The performance of the regenerated catalyst was evaluated in terms of C₄H₁₀ and CO₂ conversions and the physicochemical characteristics were examined using a surface area analyzer, an elemental analyzer, scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). It was observed that the carbon deposit (coke) on the catalyst was about 9.89 wt% after reforming C₄H₁₀ for 5 h at 540 °C. The simple thermal treatment at 400 °C reduced carbon content to 6.59 wt% whereas it was decreased to 3.25 wt% by the plasma and heat combination. The specific surface area was fully restored to the original state by the plasma-assisted regeneration at 500 °C. As far as the catalytic activity is concerned, the fresh and regenerated catalysts exhibited similar C₄H₁₀ and CO₂ conversion efficiencies.     

LiNO_3改性ZSM-5分子筛催化乳酸制丙烯酸的失活行为研究

采用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重-差示扫描量热分析(TG-DSC)、X射线光电子能谱(XPS)对新鲜和再生Li-ZSM-5催化剂在乳酸脱水制丙烯酸反应中的失活原因进行了研究.结果表明,催化剂失活主要是因为乙醛和丙烯酸在酸性位点结焦生成酮类或醛类积碳前驱体、低聚烃类和高聚烃类积碳,导致活性位减少而失活.催化剂经焙烧再生,若碳物种不能脱除干净,将导致积碳速率增加,活性位减少的速度加快,稳定性降低.     

甲烷无氧芳构化反应中Co助剂对Mo／HZSM-5

 甲烷在Co－Mo／HZSM－5催化剂上进行无氧芳构化反应的评价结果表明，Co的添加大大提高了Mo／HZSM－5催化剂在反应过程中的稳定性．BET实验证明，反应后的积炭对Co－Mo／HZSM－5催化剂孔道堵塞的程度较小．对积炭催化剂进行的一系列程序升温表面反应（如TPH，TPCO2和TPO）结果表明，TPO谱上有两个峰温明显不同的烧炭峰，Co的添加明显抑制了高温积炭的生成．H2主要与高温积炭发生反应，这部分积炭是催化剂失活的主要原因；CO2对低温积炭的影响则尤为明显．TEM结果表明，积炭催化剂上存在丝状积炭物种．碳丝不能与H2反应，但能被CO2除去．Co的添加促进了丝状积炭物种的生成，碳丝并不是导致催化剂失活的因素．     

燃煤电厂SCR催化剂的失活及再生实验研究

对某燃煤电站脱硝系统已运行24000 h的SCR催化剂进行活性测试,利用XRD、BET、XRF、FT-IR和XPS等表征手段分析发现,催化剂出现微、中孔堵塞及活性物质氧化等问题,导致催化剂失活。采用水洗和酸洗方法清除催化剂孔道中的堵塞物,发现水洗能还原部分V物质而酸洗能恢复催化剂表面的活性位并均匀负载具有提高活性位酸性作用的硫物种。对水洗后的催化剂进行SO_2硫化处理,发现相比酸洗Br■nsted和Lewis酸性位强度提高的同时Lewis酸性位密度也提高。再生处理后,酸洗在250℃以上活性恢复到新鲜催化剂水平,450℃硫化催化剂活性在380℃达到新鲜催化剂活性的104.6%。     

Catalyst Deactivation during α-Pinene Isomerization. Fe-Mn-Promoted Sulfated Zirconium Oxide

This works studies the deactivation of zirconium oxide, promoted by iron and manganese catalysts (SZFM), during the -pinene isomerization. Experiments were done in liquid phase by using a batch reactor, and the solid crystalline structure was studied by XRD while the acidity by FTIR. The deactivated catalyst exhibited coke deposits and lost its Brönsted acidity, though it still kept its crystalline structure. The nature of the coke deposit formed was analyzed by infrared spectroscopy (FTIR) as well as by Temperature Programmed Oxidation (TPO). Regeneration was done in air flow, where the temperature required to restore Brönsted acidity and to totally eliminate the coke deposits was of about 873 K.