丁烯氧化脱氢制丁二烯 Ⅰ.催化剂及操作条件的研究

本文报导了丁烯氧化脱氢制丁二烯用催化剂及反应条件研究的初步结果。在L-228,L-2312,L-243等几种催化剂上,在适宜的反应条件下,丁二烯单程收卒可达70—80%(体),选择性为90%左右.操作条件的考察表明:在温度410—470℃、丁烯空速100—300小时、氧/丁烯0.50—0.75、水蒸气用量为丁烯进料克分子的4—12倍的范围内,丁二烯收率和反应选择性都比较高。催化剂的稳定性和再生性能尚有待进一步的改进。最后提出了丁烷脱氢制丁二烯新二步法的建议。     

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.     

廉价铁基催化剂Ｆ-Ｔ合成反应性能初探

以四个廉价的FeSO4工业原料为铁源,采用连续共沉淀法制得含铁浆料,再用喷雾干燥法制得微米级球状Fe-Cu-Ｋ-SiO2催化剂。在Ｈ2/ＣＯ=2、526Ｋ、2 0MPa、2000ｈ-1条件下于固定床反应器上考察了这四个铁基催化剂的Ｆ-Ｔ合成反应活性、选择性和稳定性,结果表明在240ｈ运行时间内,该四个催化剂均表现出良好的反应活性和选择性,而稳定性则有不同程度的下降,其中2#催化剂性能相对较优,初始ＣＯ转化率为77.89%,经历反应诱导期40ｈ时达到89 58%,其后ＣＯ转化率逐渐下降,失活速率为1 33%/ｄ;在整个运行期间ＣＨ4选择性维持在4%左右,Ｃ+5选择性在80%左右。     

丁烯在Ba，Cs，Cl促进的Ag／α-Al2O3催化剂上的环氧化反应及稳定性研究

在Ba、Cs、Cl促进的Ag／α—Al2O3，催化剂上，考察了丁二烯的环氧化反应，获得较高的丁二烯转化率和乙烯基环氧乙烷选择性．在未添加卤代烃致稳剂条件下，催化剂短期稳定性超过140h．并对反应前后的催化剂进行了XRD、TEM、XPS等晶相和表面分析．XRD结果表明催化剂经短期稳定性试验后，银的平均粒径变化不大，但TEM分析表明在银催化剂的局部有银颗粒的板结；而XPS结果表明催化剂表面Cl有流失，Cs有富集．Cs-Ag的相互作用有可能促进吸附于Cs—Al活性位的氧物种插入吸附于Ag上的丁二烯．     

朕接有硫醚基的二氧化硅固载的钯金属催化剂对环戊二烯的选择性氢化

本文合成了联接有硫醚基的二氧化硅固载的金属钯催化剂.结果表明:(1)该催化剂在常温常压下对环戊二烯具有较高的催化氢化活性,并能选择性地生成环戊烯.在环戊二烯转化100%时,生成环戊烯的选择性达97.7%.(2)该催化剂有良好的稳定性,可多次重复使用,保持高活性和选择性不变.经透射电镜观察,远红外分析以及X—光光电子能谱分析测定,催化剂的活性中心是颗粒大小为10—60(?)的钯金属微粒.     

乙醇制1,3-丁二烯MgO/SBA-15催化剂的制备及其催化性能

以介孔分子筛SBA-15为载体,采用浸渍法制备了新型负载型MgO/SBA-15催化剂,采用低温N₂吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、²⁹Si核磁共振(²⁹Si NMR)、NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)、CO₂程序升温脱附(CO₂-TPD)等表征手段研究了不同MgO负载量(质量分数)对催化剂的结构、物化性能和催化乙醇合成丁二烯反应活性的影响。 研究结果表明,MgO负载量为20%时,所制备的催化剂的活性最好,此时MgO高度分散在载体SBA-15的有序孔道中,形成了Mg-O-Si结构,有利于提高目标产物丁二烯的选择性。 该催化剂在温度350 ℃、进料质量空速2.64 h^-1的反应条件下,可获得最佳催化效果,乙醇转化率最高可达55.8%,丁二烯选择性可达80.2%。 MgO/SBA-15催化剂在乙醇法生产丁二烯工艺中具有潜在的应用前景。     

工业固定床Fe-Cu-K催化剂浆态床F-T合成适应性研究

采用连续搅拌釜式反应器,在接近F-T合成实际工况下考察了工业固定床Fe-Cu-K催化剂浆态床F-T合成反应性能,研究反应温度、压力、原料气空速和氢碳摩尔比等操作参数对催化剂反应活性、产物选择性和稳定性的影响,实验总运转时间达2 500 h;同时采用扫描电镜技术（SEM）对催化剂的抗磨损性能进行了研究,结果表明,操作参数对催化剂的活性、选择性和目标产物产率有较大的影响,工业固定床Fe-Cu-K催化剂具有一定的抗磨损性能,F-T合成烃产物分布合理;催化剂具有较高的稳定性,在589 h的稳定条件运行内,催化剂的失活速率为0.23%/d（以CO转化率的降低计）;在整个运行期间CH4选择性维持在较低的水平。     

用常压高频冷等离子体射流还原Ni/γ-Al2O3催化剂的新方法

采用大气压高频冷等离子体炬,对用于甲烷和CO2重整反应的Ni/γ-Al2O3催化剂进行还原.考察了还原后催化剂的反应活性和选择性,并与常规方法还原的催化剂进行了对比.结果表明,采用这种新方法还原催化剂只需10 min,操作快速简便,并且还原后的催化剂的活性和选择性都明显优于常规催化剂.在850℃,原料气CH4和CO2的摩尔比为4/6的条件下反应时,可获得95.77%的甲烷转化率、75.65%的CO2转化率、100%的H2选择性和94.79%的CO选择性.此外,该新型催化剂具有较好的稳定性,连续反应36 h后,活性基本不下降.XRD表征结果发现,采用该方法还原的催化剂只有金属镍和γ-Al2O3相,没有检测到Ni Al2O4以及其它镍氧化物.与常规催化剂相比,采用等离子体还原的新型催化剂具有较小的镍晶粒尺寸,金属活性组分的分散度大大提高.     

Pd-Ni/Al2O3催化剂上α-呋喃甲酸加氢反应研究

采用连续流动固定床微型反应器考察了Pd—Ni／Al2O3催化剂上α-呋喃甲酸加氢生成α-四氢呋喃甲酸的反应．研究了反应的温度，压力，气、液体流速，以及氢油比对催化反应性能的影响．结果表明；在2．5MPa，200℃．氢气空速6600h^-1，液体空速3．0h，氢油比为200时，α-呋喃甲酸转化率为94％，α-四氢呋喃甲酸选择性100％，产率94％，催化剂连续运转300h后未见活性下降．应用程序升温还原(TPR)和程序升温脱附(TPD)技术考察了催化剂表面吸附状态与催化加氢活性的关系．结果表明Pd—Ni／Al2O3催化剂表面存在两种活性中心，催化加氢反应主要在较弱的活性中心上进行．该催化剂体系反应活性高，选择性和稳定性好，反应条件温和，操作简单，产物易分离，具有良好的应用前景．     

一种高稳定性合成直链烷基苯催化剂

以具有中、大双孔结构的γ-Al2O3为载体制备了固载化AlCl3催化剂,并在悬浮床反应器中考察了其苯与1-C1=2烷基化反应活性。结果表明,该催化剂具有较高的转化率、选择性和催化稳定性。在1000小时连续反应过程中,烯烃转化率高于94%,单烷基苯选择性达到92%,其中2-苯基异构体选择性为42%。     

丁二烯在Ba,Cs,Cl促进的Ag/α-Al2O3催化剂上的环氧化反应及稳定性研究

在Ba、Cs、C l促进的Ag/α-A l2O3催化剂上,考察了丁二烯的环氧化反应,获得较高的丁二烯转化率和乙烯基环氧乙烷选择性.在未添加卤代烃致稳剂条件下,催化剂短期稳定性超过140 h.并对反应前后的催化剂进行了XRD、TEM、XPS等晶相和表面分析.XRD结果表明催化剂经短期稳定性试验后,银的平均粒径变化不大,但TEM分析表明在银催化剂的局部有银颗粒的板结;而XPS结果表明催化剂表面C l有流失,Cs有富集.Cs-Ag的相互作用有可能促进吸附于Cs-A l活性位的氧物种插入吸附于Ag上的丁二烯.     

超高稳定性的等级孔碳负载高分散铜基选择性加氢催化剂

负载型Pd,Pt,Au等贵金属催化剂由于具有较高活性而被广泛应用于选择性加氢催化领域,但资源稀缺、价格昂贵等问题严重制约了其在催化领域的长远发展.目前大量研究结果表明,非贵金属催化剂也具有较高的选择性催化加氢能力,在已被报道的非贵金属加氢催化剂中,铜基催化剂由于在选择性加氢反应中表现出较高加氢选择性和活性引起了人们的广泛关注.然而,早期研究的负载型铜基催化剂普遍存在催化稳定性较低的问题,所以提高铜基催化剂的使用寿命成为了问题关键.本文以铜基有机金属框架HKUST-1作为合成目标催化剂的前驱体,首先探究了水热合成条件对HKUST-1合成结构完整性及结晶度的影响,再通过精确调控HKUST-1的原位碳化过程,利用金属有机框架高温分解自还原行为,成功制备出了等级孔碳负载的高分散铜基催化剂,并将所制备的催化剂应用于1,3-丁二烯选择性加氢反应中.扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X射线衍射、氮气吸脱附、傅里叶红外吸收光谱、X射线光电子能谱等技术用来表征了碳化前后催化剂载体结构的变化,铜粒子尺寸、价态及其在载体中分布的变化.文中也深入探究了以上因素对催化剂选择性催化加氢性能的影响.研究表明:120℃水热合成18 h能获得尺寸在15μm左右,结晶度高且形貌规整的HKUST-1前驱体.随后通过合理地控制金属有机框架分解过程,可实现对碳载体的等级孔结构和活性铜纳米粒子的分散程度的精确调控,获得高效等级孔载体结构和高分散铜位点的催化剂.不仅如此,通过一步碳化自还原HKUST-1制备的等级孔碳负载Cu的催化性能表现出对碳化温度高度的关联性.其催化活性随碳化处理温度的升高呈现先增强后减弱的趋势,但所有获得的催化剂对单烯烃都具有很高的选择性(>98%).特别地,本文发现在600℃碳化合成的催化剂在低温75℃反应可实现对1,3-丁二烯的100%转化,对丁烯的选择性为100%.同时,该催化剂在恒温75℃下持续反应120 h以上,其对丁二烯转化率和对丁烯选择性依然保持100%,表现出了超高的催化稳定性和潜在的商用价值.本文展示了通过简单地调控金属有机骨架的碳化过程是获得具有优异选择性催化加氢性能的铜基催化剂的有效途径.     

超高稳定性的等级孔碳负载高分散铜基选择性加氢催化剂（英文）

负载型Pd, Pt, Au等贵金属催化剂由于具有较高活性而被广泛应用于选择性加氢催化领域,但资源稀缺、价格昂贵等问题严重制约了其在催化领域的长远发展.目前大量研究结果表明,非贵金属催化剂也具有较高的选择性催化加氢能力,在已被报道的非贵金属加氢催化剂中,铜基催化剂由于在选择性加氢反应中表现出较高加氢选择性和活性引起了人们的广泛关注.然而,早期研究的负载型铜基催化剂普遍存在催化稳定性较低的问题,所以提高铜基催化剂的使用寿命成为了问题关键.本文以铜基有机金属框架HKUST-1作为合成目标催化剂的前驱体,首先探究了水热合成条件对HKUST-1合成结构完整性及结晶度的影响,再通过精确调控HKUST-1的原位碳化过程,利用金属有机框架高温分解自还原行为,成功制备出了等级孔碳负载的高分散铜基催化剂,并将所制备的催化剂应用于1,3-丁二烯选择性加氢反应中.扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、X射线衍射、氮气吸脱附、傅里叶红外吸收光谱、X射线光电子能谱等技术用来表征了碳化前后催化剂载体结构的变化,铜粒子尺寸、价态及其在载体中分布的变化.文中也深入探究了以上因素对催化剂选择性催化加氢性能的影响.研究表明:120°C水热合成18 h能获得尺寸在15μm左右,结晶度高且形貌规整的HKUST-1前驱体.随后通过合理地控制金属有机框架分解过程,可实现对碳载体的等级孔结构和活性铜纳米粒子的分散程度的精确调控,获得高效等级孔载体结构和高分散铜位点的催化剂.不仅如此,通过一步碳化自还原HKUST-1制备的等级孔碳负载Cu的催化性能表现出对碳化温度高度的关联性.其催化活性随碳化处理温度的升高呈现先增强后减弱的趋势,但所有获得的催化剂对单烯烃都具有很高的选择性(98%).特别地,本文发现在600°C碳化合成的催化剂在低温75°C反应可实现对1,3-丁二烯的100%转化,对丁烯的选择性为100%.同时,该催化剂在恒温75°C下持续反应120 h以上,其对丁二烯转化率和对丁烯选择性依然保持100%,表现出了超高的催化稳定性和潜在的商用价值.本文展示了通过简单地调控金属有机骨架的碳化过程是获得具有优异选择性催化加氢性能的铜基催化剂的有效途径.     

NiO/La2O3催化剂上甲烷催化部分氧化制合成气的研究

采用浸渍法制备了一系列不同N i含量的N iO/La2O3催化剂,并利用XRD、BET对催化剂结构进行了表征,采用常压下固定床石英管反应器考察了催化剂对甲烷部分氧化制合成气的反应性能和催化剂的稳定性,其甲烷转化率与反应温度、N i含量以及空速有关.结果表明,N i含量为30%的N iO/La2O3催化剂具有良好的催化活性,800℃时甲烷的转化率为88%,CO选择性可达83%,100 h的连续测试显示N iO/La2O3具有良好的稳定性.     

新型铁系催化剂聚合丁二烯

以铁化合物Fe(CF3SO3)2为催化剂,烷基铝为助催化剂,亚磷酸二异辛脂(P8)为给电子体,研究了该催化体系对丁二烯的聚合行为。 结果表明, 催化体系（n(Fe)∶n(P8)∶n(Al)=1∶4∶20）具有良好的聚合活性和间同立构选择性,并且聚合活性和间同立构选择性随聚合温度升高而增加,50 ℃时可得到1,2-结构含量大于85%、间规度达99%以上的间同1,2-聚丁二烯;该催化体系具有很好的立体选择性和温度耐受性,克服了以往铁系催化体系立体选择性差、需要低温聚合的缺点,并且催化体系不涉及使用有毒、有害的催化剂组分。     

对甲烷氧化偶联La2O3／BaCO3催化剂稳定性的考察

在前一阶段的工作中,发现La_2O_3/BaCO_3作为甲烷氧化偶联制乙烯的催化剂具有良好的活性与选择性。本文在对这一体系催化剂进行筛选、评价的基础上,选择其中编号为C82的催化剂进行了稳定性考察,并对500小时稳定性试验后的催化剂进行了一系列反应条件试验与红外光谱和x-光衍射分析。     

糠酸一步催化法制备四氢糠酸甲酯

以糠酸、甲醇、氢气为原料,采用连续流动固定床微反应器,Pd-Ni/γ-Al2O3为催化剂,使糠酸一步加氢甲酯化生成α-四氢糠酸甲酯.研究了反应的温度,压力,气、液体流速,进料流量等因素对催化反应的影响.结果表明:在1.5MPa,250℃,氢气空速3300 h-1,液体空速3.0 h-1(氢油比为50)时,糠酸转化率为96.6%,四氢糠酸甲酯的选择性97.2.0%,产率94.0%.催化剂稳定性较好,连续运转280小时后未见活性下降.该反应体系活性高,选择性好,反应压力低,催化剂性能稳定,操作简单,产物易分离.     

一步法合成二甲醚整体式催化剂的制备及反应性能研究

以蜂窝陶瓷为载体、γ-Al₂O₃为惰性涂层、C301/HZSM-5为活性组分制备出一种整体式合成二甲醚催化剂。BET、XRD和SEM分析结果表明,活性组分均匀负载在载体表面上,催化剂具有良好的结构和织构特点。在固定床反应器中考察了整体式催化剂上CO加氢一步法合成二甲醚的反应性能,并与C301/HZSM-5颗粒（粉末）催化剂进行了比较。在温度260℃、压力4.0MPa、合成气空速1500mL/(g·h)的条件下,整体式催化剂上CO转化率达到79.62%,二甲醚选择性为70.58%,分别比C301/HZSM-5颗粒催化剂高出7.78%和9.44%。100h的稳定性实验结果表明,整体式催化剂可以保持较高的活性和选择性,而颗粒状催化剂的活性有明显的下降。
     

Cr-13X/K-Cr-13X分子筛催化剂上二氯甲烷的催化燃烧

以13X分子筛为原料采用离子交换法制备了不同Cr含量的Cr-13X和K-Cr-13X分子筛催化剂,在固定床反应器上研究了催化剂对二氯甲烷的催化燃烧性能.研究结果表明,Cr含量(质量分数)小于5.19%时,对催化剂的结构没有明显影响.添加Cr提高了CO2的选择性,无CH3Cl副产物生成.交换适量的K可以提高Cr-13X催化剂的活性和稳定性,并提高CO2和HCl的选择性.催化剂的表面酸性和氧化性是影响催化剂活性和产物分布的主要因素.在空速为1×104h-1,二氯甲烷浓度为5692 mg/m3的条件下,1.31%K-5.01%Cr-13X分子筛催化剂对二氯甲烷催化燃烧50%的温度(t50)为212℃,燃烧98%的温度(t98)为298℃,CO2选择性为60.6%,HCl选择性为96.5%,连续反应100 h,未发现有明显失活现象.     

氧化镁载金钯双金属无溶剂催化氧化苯甲醇制备苯甲醛

以聚乙烯醇(PVA)为保护剂,经NaBH_4还原制备金钯纳米双金属并负载到Na_2SiO_3改性的MgO载体MgO-X上,得到Au-Pd/MgO-X催化剂。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等技术手段对Au-Pd/MgO-X催化剂的组成、结构和载体碱强度进行了表征。结果表明,该催化剂可在无溶剂条件下催化苯甲醇氧化,随着Au-Pd/MgO-X催化剂碱性增强,产物苯甲醛的选择性提高;在苯甲醇0.1 mol、催化剂Au-Pd/MgO-X 100 mg、O_2 0.5 MPa、反应时间3 h、反应温度120℃的条件下,苯甲醇转化率为49.5%时,苯甲醛的选择性达94.7%。催化剂重复使用5次,活性和选择性无明显变化,表明催化剂具有良好的活性及稳定性。