Zr-Mn-K催化剂超临界相合成甲醇与异丁醇的研究

用共沉淀法和超临界流体干燥法,分别制备了Ｚｒ－Ｍｎ－Ｋ沉淀型催化剂和超细催化剂．以正十一～十三烷的混合物为超临界介质,在反应温度３６０～４１０℃、合成气压力７．５ＭＰａ、ＧＨＳＶ１７００ｈ－１及介质压力２．０８ＭＰａ的实验条件下,分别考察了超细催化剂和沉淀催化剂的气相和超临界相催化合成气制甲醇、异丁醇的性能．气相和超临界相反应的研究均表明,超细催化剂催化合成异丁醇的活性高于沉淀催化剂;在超临界条件下反应,超细催化剂上产物的异丁醇含量较高（为２３％～３２％）,甲醇含量为２２％～３３％,其它醇均在１０％左右．气相与超临界相反应结果的对比显示,超临界流体促进产物的脱附与传递,提高了ＣＯ的转化率．但超临界流体对甲烷的萃取作用强于对醇的萃取,醇选择性低于气相反应．在超临界条件下合成甲醇、异丁醇仍遵循异丁醇形成的链增长机理,超临界流体改变了链增长各步骤的相对速度,致使超临界相反应的产物分布不同于气相反应的产物分布．     

低碳醇合成中异丁醇形成机理及提高其收率的途径

在压力１０ＭＰａ，温度３６０～４２０℃，尾气空速３０００～７０００ｈ￣（－１）的反应条件下，采用分别富集甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇的方法，研究Ｚｎ－Ｃｒ－Ｋ氧化物催化剂上异丁醇的形成机理，并探讨利用甲醇循环提高其收率的可能性。结果表明，低碳醇的形成是以碳链增长形式进行的，ＣＯＨ→ＣＣＯｏＨ慢的α－加成反应是链增长的起始步骤，也是低碳醇合成反应的控制步骤，β－加成是生成低碳醇的特征反应，ＣＯＨ→ＣＣＯＨ→ＣＣＣＯＨ→ＣＣ（ＣＨ＿３）ＣＯＨ是异丁醇的形成机理。甲醇富集对提高异丁醇收率有明显的促进作用，采用甲醇循环技术提高异丁醇收率是可行的。     

超临界相由合成气合成低碳醇的研究

选择有代表性的Ｃｕ－Ｃｏ,Ｚｎ－Ｃｒ和ＺＲ－Ｍｎ体系为催化剂,研究了超临界条件下由合成气 民低碳醇的规律及提高产物中Ｃ２＋ＯＨ含量的可能性。结果表明,三种催化剂上超临界相合成醇反应的ＣＯ转化率都比气相合成醇反应的高。Ｃｕ－Ｃｏ催化剂上超临界相合成反应的醇选择性低于气相合成者,但合成醇的产物与气相合成的相同,且均符合Ｓｃｈｕｌｚ－Ｆｌｏｒｙ分布。Ｚｎ－Ｃｒ和Ｚｒ－Ｍｎ催化剂上的产物分布不符合Ｓｃｈｕ     

Zr—Mn—K催化超临界相合成甲醇与异丁醇的研究

用共沉淀法和超临界流体干燥法,分别制备了Ｚｒ－Ｍｎ－Ｋ沉淀型催化剂和超细催化剂。以正十一－十三烷的混合物为超临界介质,在反应温度３６０－４１０℃,合成气压力为７．５ＭＰａ,ＧＨＳＶ１７００ｈ＾－１及介质压力２．０８ＭＰａ的实验条件下,分别考虑了超细催化剂和沉淀催化剂的气相和超临界相催化合成气制甲醇,异丁醇的性能。     

反应条件对Zr—Mn—K催化剂合成甲醇,异丁醇的影响

用共沉淀法和超临界干燥法分别制备沉淀型Ｚｒ－Ｍｎ－Ｋ催化剂和超细Ｚｒ－Ｍｎ－Ｋ经剂，由合成气合成甲醇、异丁醇。考察了反应条件对两类催化剂合成甲醇、异丁醇的影响。超细催化剂生成异丁醇活性明显高于沉淀催化剂。在４００℃、５０００ｈ＾－１、１０．０ＭＰａ的反应条件下，超细催化剂异丁醇的含量可达１７．３１％，时空产率为１８．２ｍｌ／ｈ．Ｌｃａｔ．，１６ＭＰａ时异丁醇时空产率达３３．９２ｍｌ／ｈ．Ｌｃａｔ。     

锆系催化剂上合成气合成甲醇,异丁醇的研究

沉淀法制备Ｚｒ－Ｋ催化剂，由合成气合成甲醇和异丁醇，异丁醇的重要百分组成在１０ＭＰａ时达１５．１３％、时空产率在１４ＭＰａ时达６．９２ｍｌ／ｈ．Ｌｃａｔ。催化剂的制备条件、制备方法、助剂Ｋ２Ｏ含量以及反应的工艺条件对催化剂的活性、选择性有明显的影响。     

CO_2在Fe-Zn-M/HY复合催化剂上加氢合成异丁烷的研究(英文)

对ＣＯ_２在Ｆｅ－Ｚｎ－Ｍ（Ｍ＝Ｚｒ,Ａｌ,Ｇａ和Ｃｒ）／ＨＹ复合催化剂上的加氢反应进行了研究。通过对复合催化剂的配比、反应温度以及气体空速的考察,确定了由ＣＯ_２加氢合成异丁烷的最佳反应条件。在对反应机理研究后发现,ＣＯ_２在复合催化剂上的加氢反应是一个混合了甲醇合成和甲醇制汽油（ＭＴＧ）的反应过程,而不是传统的ＦＴ反应过程。实验结果指出,反应中生成的烯烃是产生异丁烷的重要中间产物。在所有的催化剂上,异丁烷的组成在烃类中是最高的。在Ｈ２／ＣＯ２＝３,５ Ｍｐａ, ３０００ｈ~（－１）及３６０℃的反应条件下, ＣＯ_２在Ｆｅ－Ｚｎ－Ｚｒ／ＨＹ复合催化剂上进行加氢反应时,异丁烷在烃类中的选择性高达３８％,异丁烷的时空产率可达３．０ Ｃ－ｍｏｌ％,这是迄今为止我们所知由ＣＯ_２加氢合成异丁烷所得的最好结果。     

稀土助剂对Zr－Mn－K催化剂上甲醇、异丁醇合成的影响

在Ｚｒ－Ｍｎ－Ｋ催化剂中添加稀土氧化物助剂Ｐｒ６Ｏ_（１１）、Ｓｍ_２Ｏ_３可以显著提高合成气合成甲醇、异丁醇的活性，特别是异丁醇的时空产率在４００℃、１０ＭＰａ、５０００~（－１）的反应条件下，由原来的５．９分别增加到１１．５、９．８ｍｌ／ｈ·ｌｃａｔ．。催化剂的ＸＲＤ、ＬＲＳ、ＴＰＲ、ＴＥＭ图和比表面测定结果一致表明，稀土元素可使催化剂晶粒细化、高度分散，稳定了四方相。ＸＰＳ结果表明：ＲＥＯ的加入使表面Ｍｎ富集，且催化剂表面Ｍｎ和Ｋ的比例影响其合成甲醇、异丁醇的活性与选择性。     

机械搅抖反应釜内三相淤浆床甲醇合成宏观反应动力学

本文研究机械搅拌反应釜内三相淤浆床甲醇合成的宏观反应动力学，反应压力５ＭＰａ，反应温度为２１０－２５０℃，采用０．１２５－０．１５４ｍｍ（１００目－１２０目）Ｃ３０１酮基甲醇合成催化剂，食品级液体石蜡作惰性液相介质，反应气体含ＣＯ、ＣＯ２、Ｈ２、Ｎ２及ＣＨ４，搅拌器转速９５０ｒ／ｍｉｎ。实验测定宏观反应动力学数据，应用改进高斯－牛顿法参数估值，获得宏观动力学方程。     

氧化物－NaZSM－5催化剂的研究 Ⅱ．ZnO－NaZSM－5的催化性能

研究了不同ＺｎＯ负载量的ＺｎＯ－ＮａＺＳＭ－５催化剂对甲醇、乙醇和王丙胺转化反应的催化行为．与ＮａＺＳＭ－５和ＺｎＯ相比，ＺｎＯ－ＮａＺＳＭ－５系列催化剂具有更高的催化活性和独特的产物选择性．ＺｎＯ高度分散的样品在甲醇、乙醇和正丙胺转化反应中表现出更有效的酸－碱双功能催化作用．还讨论了酸－碱对中心Ｚｎ－Ｏ在这些催化反应中的作用．     

含氮合成气在三相淤浆床－固定床中直接合成二甲醚

在三相淤浆床－固定床反应装置中，研究含氮合成气直接合成二甲醚。使用双功能混合催化剂，粒度为0.15 mm～0.18 mm。在220 ℃～260 ℃、3.0 MPa～7.0 MPa、空速1 000 mL·g-1·h-1时考察了温度、压力及两种反应器中催化剂的装填比例对CO转化率及二甲醚选择性的影响。结果表明，一氧化碳转化率随反应压力的增加而提高，随着温度升高二甲醚的选择性变化不大，CO转化率的升高较明显，因此在催化剂活性适宜的温度范围内，该反应装置可以采用较高的反应温度。当260 ℃、7.0 MPa、三相床与固定床中催化剂比例为1∶1时，CO的转化率可达84.5％，二甲醚的选择性为78.7％。淤浆床－固定床反应装置具有操作稳定性好、CO转化率高的优点。催化剂在该装置中反应370 h活性没有明显下降。     

EFFECT OF CATALYST CONCENTRATION ON CATALYTIC PERFORMANCE IN LIQUID PHASE DIMETHYL ETHER SYNTHESIS FROM SYNGAS

利用ＺＳＭ－５型沸石可将轻烃选择性地转化为苯，甲苯和二甲苯。ＨＺＳＭ－５催化剂上丙烷转化率和芳烃选择性都很低，但在ＨＺＳＭ－５上添加Ｇａ或Ｐｔ－Ｇａ（双金属改性）后丙烷转化率和芳烃选择性都有很大提高。实验结果表明，Ｇａ／ＨＺＳＭ－５催化剂经氢气高温预处理后，其上的Ｂｒｏ．．ｎｓｔｅｄ酸中心数目减少。铂的加入促进了镓物种的还原，而还原的镓物种可以中和相当一部分催化剂表面Ｂｒ．ｎｓｔｅｄ酸中心，然后形成高度不饱和的催化活性中心。这些中心可以作为Ｌｅｗｉｓ中心，从丙烷和反应中间产物中拔除Ｈ－，使丙烷高选择性地生成芳烃     

液相中镍催化剂催化合成气甲烷化的初步研究

采用液相还原法制备非负载型镍催化剂,将非负载型镍催化剂分散在液相供氢溶剂十氢萘中,催化合成气甲烷化反应。在高压反应釜内,考察了反应温度、物质的量比等操作条件下,镍催化剂催化合成气甲烷化反应的反应活性。并对催化剂进行XRD、SEM、H2-TPR表征分析。研究结果表明,在330℃、催化剂用量为2%时,产品气中甲烷含量可达89.39%,CO和H2的转化率分别为94.56%和92.60%;催化剂用量为4%时,产品气中甲烷含量可高达94.26%,CO的转化率可达到99%以上。合成气甲烷化反应的最佳操作温度为330℃,H2/CO物质的量比最佳为2.20~2.67。     

沉淀温度对K-CuLaZrO_2催化剂上合成气直接合成异丁醇的影响

合成气制备异丁醇是一个非常复杂的过程,催化剂性质与异丁醇形成之间的关系仍未完全理解。共沉淀法是合成固体复合氧化物常用的制备方法,分散度高、相互作用强、制备工艺简单,但是影响制备过程的因素很多。本研究深入考察沉淀反应开始时沉淀温度对催化剂性质的影响,进而通过不同的表征手段,结合评价结果建立催化剂性质与异丁醇形成的联系,进一步完善异丁醇形成机制。结果表明,低温(30℃)有利于CuO-ZrO_2固溶体的形成,两者分散性好,且彼此之间相互作用较强,有利于氧化铜还原。同时,在低温下,催化剂表面含有较多的羟基,与CO反应后形成较多的表面C_1物种,促进了碳链增长,提高了异丁醇选择性。提高沉淀温度后,CuO颗粒粒径增大,CuO-ZrO_2固溶体逐渐被破坏,两者相互作用减弱,且表面羟基含量降低,导致表面C_1物种减少,异丁醇选择性明显降低。在CLZ-30(沉淀温度为30℃)催化剂上,异丁醇的选择性最高可达38.7%。     

生物质气催化合成甲醇的研究

在高压微型反应装置上进行了生物质气合成甲醇的研究。利用组成为H2/CO/CO2 /N2(体积比)=52.5/21.5/22.8/3.2 的富CO2原料气考察了不同温度、压力和空速条件时甲醇的时空产率和质量分数。结果表明，在所考察的范围内，甲醇的产率和质量分数在260 ℃达到最大。产率和质量分数随反应压力升高而增大，空速增加使产率增大，甲醇的质量分数降低。当p=4 MPa，t=260 ℃，WHSV=5 280 h-1时, 甲醇的时空产率为0.79 g·（mL·h）－１,质量分数为96.2%,与工业合成气相比，分别下降25.8％和1.64％。     

氢气和合成气下生物质高压液化过程的实验研究

在小型高压反应釜中以四氢萘为溶剂,氢气和合成气为液化反应气,通过对不同液化条件下所得液化产物的收率及性质分析,考察了不同液化条件（反应温度、反应时间、反应气压力）对锯屑高压液化行为的影响;同时在相同液化条件下,通过液化产物收率和性质的分析,考察了气氛对锯屑高压液化行为的影响,探讨了用合成气代替氢气进行液化的可行性。结果表明,在氢气和合成气气氛下,随着反应温度的升高、反应时间的延长或反应压力的提高,液化油的收率都是增加的,但各种条件对液化油收率的影响程度不同。温度影响最大,时间影响次之,而液化气压力的影响最小。其他液化条件完全相同的情况下,氢气和合成气下所得产物的收率及性质相近,用合成气代替氢气液化具有可行性。在此条件下优化的液化反应条件为,以四氢萘为溶剂,反应温度为300℃,气体压力为2MPa,反应时间为30min,转化率为75.1%,液化油收率高达48.4%。     

超临界甲醇降解对苯二甲酸丁二酯的研究

作为一种综合性能优良的新型工程塑料,对苯二甲酸丁二酯(PBT)工程塑料及其各种合金在全球范围内已经广泛用于电子电气、汽车、机械及民用等各个领域,而中国是其中需求量最大的国家．     

ZnCr基催化剂煅烧温度对异丁醇合成性能的影响

研究了煅烧温度对ZnCr基催化剂合成异丁醇性能的影响。结果表明,随着煅烧温度的升高,催化剂的活性和产物分布都发生了较大的变化。催化剂在较低的温度下煅烧,液相产物中醇主要是甲醇和异丁醇;在较高的温度下煅烧,液相产物醇的分布符合A-S-F方程。用BET、XRD、H₂-TPR、XPS等技术手段对催化剂织构参数、体相结构、还原性能、表面组成进行表征。结果表明,在300℃煅烧时,催化剂中的ZnO和Cr₂O₃未完全形成非计量尖晶石Zn_xCr_2/3(1-x)O;400℃煅烧时,催化剂中形成了最多量非计量尖晶石Zn_xCr_2/3(1-x)O;当煅烧温度高于400℃时,随着煅烧温度进一步升高,非计量尖晶石Zn_xCr_2/3(1-x)O逐步发生了分解,生成了更多量的ZnO和Cr₂O₃,导致催化剂的活性随之下降。进一步证明了非计量尖晶石Zn_xCr_2/3(1-x)O是该催化反应活性相。     

Bio-methanol from Bio-oil Reforming Syngas Using Dual-reactor

A dual-reactor, assembled with the on-line syngas conditioning and methanol synthesis, was successfully applied for high efficient conversion of rich CO₂ bio-oil derived syngas to bio-methanol. In the forepart catalyst bed reactor, the catalytic conversion can effectively adjust the rich-CO₂crude bio-syngas into the CO-containing bio-syngas using the CuZnAlZr catalyst. After the on-line syngas conditioning at 450 oC, the CO₂/CO ratio in the bio-syngas significantly decreased from 6.3 to 1.2. In the rearward catalyst bed reactor, the conversion of the conditioned bio-syngas to bio-methanol shows the maximum yield about 1.21 kg/(kg_catal·h) MeOH with a methanol selectivity of 97.9% at 260 oC and 5.05 MPa using conventional CuZnAl catalyst, which is close to the level typically obtained in the conventional methanol synthesis process using natural gas. The influences of temperature, pressure and space velocity on the bio-methanol synthesis were also investigated in detail.     

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%。