丝光沸石催化剂的结焦失活研究

用ＧＣ－ＭＳ，ＨＮＭＲ和元素分析研究了结焦的钯／氢型丝光沸石催化剂上焦炭的分子性质，用ＦＴ－ＩＲ，ＴＰＤ，ＴＰＯ，微孔分析和活性评价等考察了催化剂结焦前后性质的变化。结果表明，催化剂上可溶性焦炭为二至四环的多环芳烃，它们滞留在分子筛孔内起覆盖活性中心的作用，且是进一步生成高碳氢比焦炭的前身物，结炭反应主要发生在酸中心上，随着结炭量的增加，催化剂上Ｂ中心大量减少，表面积和孔体积亦相应减小，与焦炭分子     

压力对USY催化甲苯裂解结焦及其前驱体的影响

研究了压力对USY催化剂催化甲苯裂解结焦及其前驱体的影响。采用热重、红外、13C固体核磁、元素分析、色质联用、程序升温氧化法等手段对催化剂上的焦炭和液相产物中的焦炭前驱体进行了考察。结果表明，沉积在催化剂上的焦炭主要为缩合度较高的多环芳烃，随着压力的升高，总的结焦量减少，液相产物中多环芳烃的环数和质量分数呈增加趋势，证明了超临界流体对焦炭前驱体有萃取效果。并探讨了超临界条件下甲苯催化裂解结焦的机理。     

用碳-14标记化合物研究丁二烯催化剂上的结焦过程

在流动系统中,用碳-14标记化合物研究了丁二烯催化剂上的结焦过程.吸附标记乙醇的升温脱附产物的分析结果表明,吸附态乙醇并不结焦.非标记乙醇与催化剂上的标记焦炭间的交换反应的实验结果,证明在正常反应条件下最初结在催化剂上的焦炭,大部分既不是游离碳,也不是稠环结构.标记乙醛的吸附、脱附和交换实验证明,即使在高达400℃下,催化剂表面上仍可能存有一小部分吸附态的乙醛.由上述结果可以认为,乙醇在催化剂表面上首先生成吸附态乙醛,这种乙醛的一部分转化为丁二烯,一部分随反应时间延长直接地或通过气相逐步缩合成焦炭.     

焦炭与重质油共气化联产烯烃技术研究

针对中国乙烯、丙烯等低碳烯烃生产原料供需日益尖锐的矛盾和重质油利用技术的不足，提出焦炭与重质油共气化联产烯烃技术。阐述了焦炭与重质油共气化联产烯烃的技术原理及过程设计，并以固定床为反应器，焦炭和常压渣油为原料进行实验模拟。结果表明，当裂解温度为750℃~800℃，停留时间τ＜0.5s时，渣油在焦炭介质中裂解，其低碳烯烃含量最高；渣油在模拟气化裂解区、750℃下裂解时，得到出口气体中低碳烯烃（C2H4＋C3H6）、烷烃（CH4＋C2H6）及合成气（H2＋CO）的体积分数分别为20%、28%及46%。应用扫描电镜观察了焦炭介质表面上结焦生成物的形貌，发现通氧气后结焦生成物残留量较少。实验模拟结果证明，焦炭与重质油共气化技术可以制备低碳烯烃并联产合成气，且能有效地解决重质油裂解造成的结焦问题。     

近临界条件下苯/丙烯烷基化反应的研究

以Hβ分子筛为催化剂,对比研究了苯与丙烯分别在超临界相和近临界液相的烷基化反应.结果发现,由于超临界流体对焦炭前驱物具有良好的溶解性能,超临界条件下催化剂稳定性明显提高,经114h反应后仍保持较高活性,催化剂结焦率则明显降低.     

催化裂化装置沉降器内结焦的微观结构及其生长过程的分析

对催化裂化装置（FCCU）沉降器内结焦的微观结构进行分析，结果表明，结焦形态主要有4种，丝状焦、滴状焦、块状焦和颗粒状焦。各种结焦形态的成因机理不同，微观结构及生长过程也不同。丝状焦是由铁、镍金属元素催化烃类气体，以及易生焦物发生脱氢缩合反应，以催化剂颗粒形成结焦中心并逐渐长大形成细丝状焦炭；滴状焦是由稠环芳烃脱氢缩合反应而生成，高沸点未汽化油滴黏附在催化剂颗粒或器壁表面形成“焦核”，即由重芳烃、胶质、沥青质脱氢缩合反应和二烯烃聚合环化反应而生成的；块状焦是高沸点未汽化油滴相互溶解后，再脱氢缩合反应或聚合环化反应而形成的结焦；颗粒状焦是油气在气相中脱氢缩合反应或聚合环化反应形成的微小结焦颗粒相互团聚形成的颗粒簇。催化裂化装置沉降器内的结焦一般是上述几种结焦过程的组合，是催化结焦和非催化结焦过程共同作用的结果。     

中温热解焦油重馏分悬浮床加氢裂化的研究

以中温热解煤焦油为原料,对其性质进行了分析,其中,350℃重质馏分中胶质含量30.88%,沥青质含量37.27%,四氢呋喃不溶物3.36%,属于常规固定床加氢裂化难以直接处理的馏分。合成了一种Mo系超分散催化剂,采用FT-IR、XPS、XRD、SEM和TEM等对催化剂进行了表征,催化剂中含有Mo=O和Mo-S特征结构,活性金属的硫化率为84.34%,在体系中具有优良的分散性,在反应体系内原位分解为超分散MoS_2颗粒;在0.25 t/d连续装置上进行了热解重油悬浮床加氢裂化实验研究,考察了反应条件对产物分布情况和结焦率的影响,得出适宜的反应条件为19 MPa,440℃,催化剂的添加量为300 mg/kg;此条件下石脑油收率24.47%,柴油馏分收率49.71%,结焦率1.32%。     

宝钢焦炭质量预测模型Ⅰ.影响焦炭热性质的因素

根据19种单种煤和64个配煤方案在模拟焦炉（SCO炉）上的试验，研究了原料煤性质对焦炭热性质的影响。结果：表明，煤中的无机组分对焦炭的热性质影响也较大，矿物质催化指数MCI与焦炭的热性质存在较好的线性关系。配合煤的煤质指标中Vd,Ad,Std具有较好的加和性，G,IgMF在一定范围内具有加和性，Y值，奥亚膨胀度（全膨胀a b)，的实测值高于其加和值，此外成型煤的配入对焦炭的热性质改善效果明显。     

钒对丙烯氨氧化锑-铁氧化物催化剂结焦的抑制作用

作者在文献中初步阐明了标题催化剂失活的原因,认为反应中间物或产物在选择氧化活性中心上的强吸附是催化剂结焦的原因,催化剂易还原不易再氧化的性质是催化剂活性结构永久性破坏的原因,并提出了改进催化剂的方向。本文报导钒对锑铁系催化剂的助催化作用。     

Pt基催化剂在富丙烯气氛中选择性氢气氧化性能和结构演变规律（英文）

本工作研究了富丙烯气氛中Pt基催化剂的SHC性能和长期使用过程中活性相的演变规律。结果发现,Sn修饰的Pt/SiO₂催化剂在丙烷和丙烯同时存在的条件下具有高的氢气氧化选择性(大于98%)。通过动力学研究,稳定性测试和结构表征发现,氧气的引入能够显著提高催化剂的结焦速率,形成的高度石墨化的焦炭,Pt的烧结,PtSn合金中Sn的氧化和偏析是导致长期稳定性测试中选择性下降的主要因素。     

程序升温条件下甲醇转化反应及流化床催化剂SAPO-34的积碳

在流化床反应条件下进行了SAPO-34催化的甲醇转化的程序升温反应,并分析了不同反应温度阶段的积碳产物.结合对反应流出物的检测结果和热分析及色质联用分析确定的积碳物种变化,解释了程序升温反应过程中甲醇转化特殊的变化趋势.在程序升温甲醇转化的积碳产物中,除芳烃外,还有一种饱和的多环烷烃积碳物种,它的生成影响了烃池活性中心的形成并引起甲醇转化在低温反应阶段的失活.甲基取代苯和甲基取代金刚烷是低温条件下SAPO-34催化的甲醇转化产生的主要积碳产物,它们在升温过程中会向甲基取代萘以及稠环芳烃转变.积碳物种的演变对应了甲醇转化在起始反应阶段(300～325oC)的反应活性升高和此后(325～350oC)的失活以及在更高温度阶段(350～400oC)活性的恢复.在反应性能评价和积碳分析基础上,首次提出了一种与金刚烷类积碳物种生成相关的低温甲醇转化的失活机理.     

HZSM-5在线提质生物油及催化剂失活机理分析

对不同使用时间的HZSM-5分子筛在线催化提质制取的生物油进行理化特性和成分分析,从生物油品质角度对HZSM-5的催化性能进行评价;并采用TG、BET、XRD、SEM和TEM等方法对失活的HZSM-5催化剂进行表征分析,探讨了HZSM-5催化提质生物油的失活机理,并进行再生研究。研究表明,HZSM-5分子筛可转化生物油中的酸类、醛类和酮类等"非期望"有机物,生成较多"期望"有机物,如酚类和芳烃类物质,降低生物油的氧含量及酸性,提高生物油的热值;HZSM-5使用80 min后,生物油品质明显变差,催化剂活性明显降低;失活催化剂上沉积的焦炭主要呈纤维状,同时,还存在少量石墨状焦炭,焦炭总量达14.12%,且使用过程中催化剂的比表面积和孔容均下降,晶粒的团聚现象加剧,结晶度下降;在催化提质过程中,在孔道内生成的石墨状焦炭及在表面形成的纤维状焦炭大量覆盖活性位点,使得催化剂失活。经550℃再生后,催化剂可恢复催化性能。     

原料油中氮、硫体积分数及反应压力对加氢裂化催化剂积炭的影响

在高压连续流动微型反应器上对加氢裂化催化剂进行催速老化实验，用元素分析、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X-光电子能谱（XPS）、热重/微商热重（TG/DTG）等手段考察了不同体积分数的噻吩、吡啶和操作压力对催化剂积炭行为的影响。结果发现：原料中吡啶和噻吩体积分数分别高于0.1%和0.6%时，会导致催化剂积炭明显增加。含吡啶的原料在进行加氢裂化时生成的积炭，主要集中在微孔（<6 nm）中，并会削弱催化剂的酸性中心，尤其是强酸中心。含噻吩原料加氢裂化生成的积炭，存在于不同孔径的孔中，在催化剂表面形成少量机械孔。原料中噻吩体积分数低于0.6%时，噻吩中的硫可以提高催化剂的硫化度使积炭减缓。相同体积分数的吡啶对催化剂积炭的贡献大于噻吩，催化剂比表面积降低更多。提高压力可以显著地降低催化剂的积炭量，减缓比表面的降低，减少酸中心数目的损失，导致微孔（<6 nm）中积炭增多，积炭中石墨型积炭的相对比例增大。     

甲醇制烯烃反应过程中SAPO-34催化剂积炭动力学研究

在固定床反应器中研究了甲醇制烯烃反应过程中SAPO-34分子筛催化剂的积炭动力学，分别得到了催化剂积炭量与反应温度、剂醇比的经验关联式。结果表明，催化剂床层存在明显的积炭分布，在450 ℃，甲醇WHSV为15 h－1，催化剂积炭量随催化剂反应运行时间（Time on Stream, TOS）为25 min时，床层入口处的积炭量平均为9.56%，而出口处的积炭量平均为3.20%，属于平行失活，积炭主要来源于甲醇生成的高碳中间体，这些中间体在生成低碳烃的同时生成积炭。从积炭的生成机理出发，得到了SAPO-34分子筛催化剂的积炭动力学机理模型，将催化剂积炭量与一定催化剂停留时间内反应过程中甲醇的转化量相关联，该模型形式同样简单，能够较好地拟合实验数据。     

FCC汽油低温改质过程的烯烃转化及催化剂积炭

利用微反-色谱联合实验装置和连续式小型提升管催化裂化实验装置研究了催化裂化汽油低温改质过程中烯烃转化和催化剂积炭的过程和规律。通过对模型化合物和催化裂化汽油改质过程中催化剂活性、催化裂化汽油窄馏分、反应温度、剂油比和反应时间对烯烃转化和催化剂积炭的研究表明，大部分烯烃转化和催化剂积炭的反应发生在油剂接触极短的反应时间内，并随着催化剂活性、反应物活性、剂油比和反应温度的提高而增加。在油剂接触后很长的反应时间内，生焦量、积炭速率和烯烃的转化程度都很小，烯烃转化损失率降低，因此，催化裂化汽油在低温改质的条件下可以通过延长反应时间来提高烯烃的转化率。因此，催化裂化汽油改质的最佳工艺条件为，390℃～440℃，剂油比6，催化剂活性61～65，长反应时间，轻馏分进料。     

辽河渣油热转化和加氢裂化过程中生焦行为的研究

考察了辽河渣油热转化和浆液床催化加氢反应过程中生焦行为。研究生焦趋势与渣油物理化学组成的关系，初期生焦机制及其对后生焦的影响，并用高倍显微镜、傅立叶变换红外光谱技术对所生焦进行表征，结果发现，随加工苛刻度的增加，反应体系中生成的焦油细分散向簇状分散过渡、实姓焦对后期生焦有一定促进作用，在低压热转化过程中更为显著，生焦趋势不仅与反应条件有关而且与渣油物理化学性质相关，还与反应物系对生焦先躯物的胶溶能     

Kinetic Models of Catalyst Deactivation in Paraffin Dehydrogenation

The results of studying the deactivation of both unpromoted platinum–alumina catalysts and those promoted with K, Li, In, Sn, and W in the dehydrogenation of lower and higher paraffins are discussed. The main reason for catalyst deactivation is found to be coke formation. The rate laws of coke formation and paraffin dehydrogenation in the non-steady-state regime of the reaction are derived. The catalyst sulfuring is found to enhance its stability. The effects of oxygen and water impurities on the reactions and coke formation are studied.     

供氢剂与分散型催化剂协同作用的研究

以辽河渣油为原料,四氢萘为供氢剂,二烷基二硫代氨基甲酸钼为油溶性催化剂在高压釜中进行裂化反应,比较了临氢裂化,临氢供氢裂化,催化加氢裂化以及供氢剂与分散型催化剂共同存在下的加氢裂化,在同样生焦量的情况下,渣油裂化转化率的顺序为：临氢催化供氢过程＞临氢催化过程＞临氢供氢过程＞临氢过程,同时发现供氢剂与分散型催化剂在渣油加氢裂化过程中具有协同作用,与单独使用分散型催化剂的改质反应相比,供氢剂的协同作用不但可以在低转化率下延迟生焦诱导期,提高渣油生焦前的最大转化率,而且在高转化率下对渣油的缩合反应有更大的抑制作用。由420－440℃四集总表观动力学模型计算出的动力学速率常数和活化能表明,供氢剂与分散型催化剂产生的协同作用提高了沥青质和焦生成的活化能,极大地抑制了沥青质和焦生成 速率,而对可溶质生成馏分油的裂化反应的抑制作用很小。     

Hydrogen Effect on Coke Removal and Catalytic Performance in Pre-Carburization and Methane Dehydro-Aromatization Reaction on Mo/HZSM-5

1. Introduction As an effective utilization of methane, the methane dehydro-aromatization was focused in the last decade [1-28]. Over the Mo/HZSM-5 bi- functional catalyst at high reaction temperature, methane can be converted into light aromatics (ben- zene and naphthalene) and hydrogen. Mo active species can activate the C—H bond of methane; and HZSM-5 supplies the acid sites for the oligomeriza- tion and cyclization of hydrocarbons to form aromat- ics, and suppresses the deeper condens…     

不同结构的芳烃对加氢裂化催化剂积炭的影响

在高压连续流动微型反应器上采用催速老化技术考察了不同结构的芳烃在加氢裂化催化剂上积炭行为，并用热分析、傅立叶变换红外和物理吸附仪等手段对积炭催化剂的积炭类型、酸强度分布和孔结构的变化进行了研究。结果发现：单环芳烃中，随着取代基的碳链长度、数目及不饱和度的增加，催化剂更容易积炭。稠环芳烃的环数越多，反应生成的总积炭和假石墨型积炭越多。积炭越多的催化剂，比表面积降低越多。积炭主要沉积在催化剂的小孔内或堵塞小孔孔口，有些积炭在催化剂表面形成机械孔。积炭后，催化剂上不同强度的酸数目均较新鲜催化剂降低，尤其是萘和菲，使强酸严重削弱。