一氧化碳气相催化偶联合成草酸二乙酯的研究

在固定床反应器中对一氧化碳气相催化偶联合成草酸二乙酯的双金属钯系催化剂进行了活性评价。研究结果表明，所研制的催化剂具有较高的活性、选择性和稳定性，具有工业开发价值；在较高的反应温度和浓度下，亚硝酸乙酯易分解而使一氧化碳转化率和草酸二乙酯空时收率下降；在原料气中加入适量的乙醇有助于提高草酸二乙酯的空时收率。提出了一氧化碳气相催化偶联合成草酸二乙酯的适宜的工艺条件。     

负载钯催化剂上亚硝酸乙酯的催化分解

 研究了亚硝酸乙酯在不同载体及负载钯催化剂上的分解行为．结果显示，固体酸性中心和金属钯中心都可以催化亚硝酸乙酯的分解反应．在C2H5ONO与CO合成草酸二乙酯的反应中，亚硝酸乙酯是在固体催化剂表面发生分解，而不是在气相发生热裂解．并且，该反应的活性与亚硝酸乙酯的分解程度不存在正比关系．通过对分解产物的分析，提出了亚硝酸乙酯在固体催化剂上分解的连续脱氢机理．     

钯系催化剂上CO气相催化偶联合成草酸二乙酯的原位红外研究

利用原位红外技术在常压分别对ＣＯ气相催化偶联与亚硝酸乙酯反应合成草酸二乙酯在钯系催化剂上的吸附与反应机制进行了研究,发现ＣＯ主要吸附在活性中心钯上,并存在线式与桥式两种吸附形式,研究表明二者之间存在过滤态,线式吸附的ＣＯ更容易参与ＣＯ偶联反应,而桥式吸附的ＣＯ对反应也具有一定的贡献。亚硝酸乙酯在反应温度下性质很活泼,红外光谱证明在催经剂表面上有吸附的ＥｔＯ存在,原位红外反应的研究结果进一步证实了烷氧羰基钯中间配合物的存在,并由此进一步探讨了该反应的机理。     

二氧化碳甲烷化催化剂研究Ⅲ.Ni-Ru-稀土/ZrO2作用下的催化反应机理

用漫反射傅里叶红外光谱法研究了Ｎｉ－Ｒｕ－稀土／ＺｒＯ２多组分催化体系作用下的二氧化碳甲烷化反应机理，结果表明，碳酸根、甲酸根和一氧化碳是催化剂表达可以检出的吸附物种，其中表面的含氧酸类物种是催化反应的主要中间物，二氧化碳通过与载体表面羟基的作用转化为含氧酸根类物种吸附于催化剂表面，并进一步氢解为甲烷，反应中生成的少量一氧化碳可能来源于表面含氧酸根氢解为甲烷的副反应，含不同稀土的多组分催化剂作用下     

铜锌催化剂上吸附动力学参数的非线性动态分析

本文得到了适应于一氧化碳加氢加压体系非线性动态分析不同吸附物种动力学参数的模型，并优化出工业铜锌催化剂上合成甲醇反应中可逆吸附氢和可逆吸附一氧化碳的吸附速率常数及吸附平衡常数。结果表明：铜锌催化剂上吸附可逆氢比吸附一氧化碳快７倍左右。由于铜锌催化剂上甲醇的生成是可逆吸附氢与可逆吸附一氧化碳共同作用的结果，且铜锌催化剂 可逆吸一氧化碳的表面浓度随气相一氧化碳分压的增加而增加，因而加压将有利于合成甲醇     

二氧化碳甲烷化催化剂研究 Ⅲ.Ni-Ru-稀土/ZrO_2作用下的催化反应机理

用漫反射傅里叶红外光谱法研究了Ｎｉ－Ｒｕ－稀土／ＺｒＯ２多组分催化体系作用下的二氧化碳甲烷化反应机理．结果表明，碳酸根、甲酸根和一氧化碳是催化剂表面可以检出的吸附物种，其中表面的含氧酸根类物种是催化反应的主要中间物．二氧化碳通过与载体表面羟基的作用转化为含氧酸根类物种吸附于催化剂表面，并进一步氢解为甲烷．反应中生成的少量一氧化碳可能来源于表面含氧酸根氢解为甲烷的副反应．含不同稀土的多组分催化剂作用下的二氧化碳甲烷化过程有相同的反应机理．     

镍铝催化剂吸附动力学参数的非线性动态分析

在推导出适应于甲烷化反应体系非线性动态分析不同吸附物种动力学参数模型的基础上，采用计算优化出工业镍铝甲烷化催化剂上可逆吸附氢和可逆吸附一氧化碳的吸附速率常数和吸附平衡常数。结果表明，镍铝催化剂上吸附可逆氢要比吸附一氧化碳快２．２倍左右。该结果为镍铝催化剂上甲烷化产物的生成主要依赖于一氧化碳的吸附这一判断提供了理论依据。由于镍铝催化剂上甲烷化是可逆吸附氢与不可逆吸附一氧化碳共同作用的结果，且不可逆吸     

CO偶联临氢反应Pd-Fe/Al2O3催化剂的XPS研究

 利用XPS及氩离子溅射等技术对CO偶联和临氢反应中所用催化剂\r\n表面活性组分和助剂的含量及其化学状态进行了分析，并通过测定氢在\r\n催化剂表面的化学吸附，以及氢浓度对催化剂活性的影响，探讨了CO偶\r\n联反应中催化剂临氢失活的主要原因．XPS表征结果表明，CO偶联反应\r\n中催化剂活性组分以Pd0和Pd2＋形式共存；而临氢反应后仅以Pd0形式\r\n存在，助剂FeO从催化剂的内部向表面迁移且有少量Fe2＋转变为Fe3＋\r\n．催化剂临氢失活的主要原因是H2在活性组分Pd及助剂Fe（主要是FeO\r\n）表面均可形成解离吸附，形成的金属氢化物可在低活化能条件下发生\r\n迁移．这种迁移有利于副产物乙醇的生成，从而削弱了CO偶联主反应，\r\n催化剂表面活性组分Pd的相对含量减少，并几乎处于钝化状态，导致临\r\n氢反应中CO转化率、草酸二乙酯选择性及空时收率均下降．停止通入H\r\n2后，催化剂的活性可恢复至正常状态．     

可逆与不可逆吸附氢在合成甲醇反应中的作用

在自行设计和建立的加压动态分析装置上研究了合成甲醇催化剂上氢的吸附和反应行为。结果表明:在反应条件下催化剂上吸附的氢可分为可逆吸附氢和不可逆吸附氢;不可逆吸附氢又可分为能被CO顶替出来的和不能被CO顶替出来的两部分;能被CO顶替出来的不可逆吸附氢对CO的吸附起促进作用,不能被CO顶替出来的不可逆吸附氢是合成甲醇催化剂必不可少的“组分”或称“促进剂”;同时甲醇的生成是可逆吸附氢与一氧化碳作用的结果。     

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．     

Chemical Reactions and Kinetics of the Carbon Monoxide Coupling in the Presence of

The chemical reactions and kinetics of the catalytic coupling reaction of carbon monoxide to diethyl oxalate were studied in the presence of hydrogen over a supported palladium catalyst in the gaseous phase at the typical coupling reaction conditions. The experiments were performed in a continuous flow fixed-bed reactor. The results indicated that hydrogen only reacts with ethyl nitrite to form ethanol, and kinetic studies revealed that the rate-determining step is the surface reaction of adsorbed hydrogen and the ethoxy radical (EtO-). A kinetic model is proposed and a comparison of the observed and calculated conversions showed that the rate expressions are of rather high confidence.     

Chemical Reactions and Kinetics of the Carbon Monoxide Coupling in the Presence of Hydrogen

The chemical reactions and kinetics of the catalytic coupling reaction of carbon monoxide to diethyl oxalate were studied in the presence of hydrogen over a supported palladium catalyst in the gaseous phase at the typical coupling reaction conditions. The experiments were performed in a continuous flow fixed-bed reactor. The results indicated that hydrogen only reacts with ethyl nitrite to form ethanol, and kinetic studies revealed that the rate-determining step is the surface reaction of adsorbed hydrogen and the ethoxy radical (EtO-). A kinetic model is proposed and a comparison of the observed and calculated conversions showed that the rate expressions are of rather high confidence.     

Synthesis of Diethyl Oxalate by a Coupling-Regeneration Reaction of Carbon Monoxide

This article describes a process for the synthesis of diethyl oxalate by a coupling reaction of carbon monoxide, catalyzed by palladium in the presence of ethyl nitrite. The kinetics and mechanism of the coupling and regeneration reaction are also discussed. This paper presents the results of a scale-up test of the catalyst and the process based on an a priori computer simulation.     

Synthesis of Diethyl Oxalate by a Coupling—Regeneration Reaction of Carbon Monoxide

This article describes a process for the synthesis of diethyl oxalate by a copling reaction of carbon monoxide,catalyzed by palladium in the presence of ethyl nitrite ,The kinetics and mechanism of the coupling and regeneration reaction are also discussed ,This paper presents the results of a scale-up test of the catalyst and the process based on an a priori computer simulation.     

固定床中CO气固相偶联反应制备草酸二乙酯的研究(英文)

研究了固定床中CO在双金属负载型催化剂Pd-Fe/Al2O3上气固相催化偶联反应制备草酸二乙酯的催化剂工程问题。其中对催化剂载体、活性组分负载量、不同含量的助剂和载体的焙烧温度进行了详细的研究。对催化剂进行了200倍放大制备,并于放大200倍的工业模式装置上用工业原料气进行了1000小时的连续运转考察。结果表明,CO总转化率接近100%,CO单程转化率大于60%,CO选择性大于　９５％　　,草酸二乙酯的空时收率大于600 g/(L cat.h)。     

Study on the reaction of CO coupling to oxalate

The synthesis of diethyl oxalate from ethyl nitrite and carbon monoxide in gaseous phase has been studied at atmospheric pressure. Kinetics of coupling - regeneration reaction has been determined and the optimization of the reaction has been simulated. The influences of gas impurities has also been studied. Scale-up circulating shows that the concentrate and selectivity were stable in the product and the process is suitable for industrial production. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

CO气相氧化偶联制草酸二乙酯催化剂研究

利用化学吸附仪、ＸＲＤ、ＸＰＳ、ＥＰＭＡ、ＳＥＭ等技术,对ＣＯ气相偶联制草酸二乙酸催化剂的比表面,孔分布,晶相,反应前后催化剂活性组分在表面和中心的价态对比及活性组分与助剂的分布进行了分析表征和反应机理探讨。研究表明小比表面大孔径的率剂反应效果好,在整个反应过程中催化剂活性组分Ｐｄ元素Ｐｄ＝Ｐｄ＾＋２,通过与亚硝酸乙酯及ＣＯ的反应来改变Ｐｄ的价态,反应过程中催化剂的成分变化和迁移与氧化还原“共催化     

钯系催化剂的氨中毒研究

 考察了CO常压气相偶联合成草酸酯反应体系中在不同氨含量下P\r\nd系催化剂活性随反应时间的变化．结果表明，随着氨含量的增加，催\r\n化剂活性降低的速率加快，氨含量不超过0．54％时，仅引起催化剂活\r\n性下降，但不会造成催化剂完全失活；当氨含量达1．16％时，催化剂\r\n活性随反应时间迅速下降，直至完全失活．同时，观测了催化剂氨中毒\r\n的不可逆性．利用XPS和TEM表征手段探讨了Pd系催化剂氨中毒机理，并\r\n分析了在工业生产条件下催化剂氨中毒不可逆性的原因．     

Study on Atom Economic Process of Diethyl Oxalate Synthesis by CO Coupling in Gaseous Phase

The gaseous phase syntheses of diethyl oxalate and oxalic acid from CO are an important project of chemical technology^[1]. Oxygencontent of CO is as high as 57%(wt) and its source is abundant. It is best of all economical and reasonable that oxy-compound is synthesized with carbon monoxide. In particular the reaction of CO coupling reaction can take place under moderate reaction conditions with low consumption of energy to produce oxalic acid and diethyl oxalate, which are feed stocks for ethylene glycol syntheses by the hydrogenation of oxalate, as well as for products such as pesticides, pharmaceuticals, foodstuffs, polymers, and fine chemicals.