煤加氢催化剂的研究

以不同煤种在高压釜内进行了加氢催化剂的选择试验.在450°、100大气压/20°(H_2,初压)、恒温1小时的条件下,用 SnC_2O_4+NH_4Cl,SnCl_2,锡矿+NH_4Cl,ZnCl_2,钼酸铵,FeS,废无机脱硫剂或黄土(加硫)等作为催化剂,抚顺胜利煤的转化率可达到或超过95%.在试验过程中还建立了效率较高的小管试验,可用来代替普通大管作煤加氢的初步评价工作.以小管试验为基础,改变操作条件,在400—450°与50—100大气压初氢压的范围内,锡系催化剂适应能力最强,钼次之,铁最差.对沥青质的加氢转化来讲,锡的活性也是最高的.     

高分散 Ru/MMT 催化剂的制备及其催化喹啉加氢性能

 通过简单的离子交换法制备出高分散的蒙脱土 (MMT) 负载 Ru 催化剂, 采用 X 射线衍射、X 射线光电子能谱、程序升温还原和高分辨透射电子显微镜等手段对催化剂进行了表征. 结果表明, 金属 Ru 在蒙脱土层间高度分散, Ru 的平均粒径约 2 nm. 在喹啉加氢反应中, 该催化剂显示出很高的反应活性和选择性. 在 2 MPa 和 60 °C 的温和条件下, 以水为溶剂时, Ru/MMT 催化喹啉加氢生成 1,2,3,4-四氢喹啉的选择性高于 96.4%, 喹啉转化率达 99.2%. 当温度升高到 140 °C、压力增加到 3 MPa 时, 不需要补加催化剂就可以将喹啉一步加氢生成十氢喹啉, 选择性高达 98.1%.     

Ni物种形态对Ni/AC催化剂低温脱硫性能的影响

 采用过量浸渍法制备了 Ni/AC 催化剂, 考察了不同焙烧温度对 Ni/AC 脱硫活性的影响, 并通过 X 射线衍射和 X 射线光电子能谱对催化剂进行了表征, 研究了经不同温度焙烧后的催化剂上的 Ni 物种形态及其对催化剂性能的影响. 结果表明, 经 400 °C 焙烧后的催化剂中 Ni 物种为 Ni2O3, 550 °C 焙烧后出现了 NiO 物种, 800 °C 焙烧后 Ni 物种变为 NiO 和 Ni 共存, 而 1 000 °C 焙烧后只存在单质 Ni. 这说明不同温度焙烧后的催化剂中 Ni 形成了不同的化学形态. 脱硫活性的测试结果表明, 经 550 °C 和 800 °C 焙烧后的催化剂表现出较好的脱硫活性, 而 400 °C 焙烧的催化剂脱硫活性最差. 这说明 Ni 在催化剂上的不同化学形态是造成脱硫效果差异的主要原因, 而 NiO 是 Ni/AC 催化剂脱硫的主要活性物相.     

氮掺杂的有序介孔碳负载钴纳米颗粒用于脂肪酰胺的催化加氢

酰胺的选择性加氢可以作为有机胺的一种生产路径。传统的酰胺加氢多相催化体系多采用贵金属催化剂和高压氢气,存在成本较高的问题。本文采用离子交换热解法制备了氮掺杂有序介孔碳负载钴纳米颗粒催化剂(Co/MNC),该催化剂在脂肪族酰胺加氢反应中表现出良好的活性和选择性。结果表明,负载型Co催化剂在500 °C下热解后,Co纳米颗粒分散均匀,催化剂表面同时存在金属Co0和具有路易斯酸性的CoOx,催化性能明显优于Co/MNC-H600和Co/MNC-H700     

In对Ni/SiO2催化剂苯甲醚加氢脱氧性能的影响:苯环加氢及 C-C键氢解的抑制作用

由可再生木质素基生物质油加氢脱氧制三苯(苯、甲苯及二甲苯)及燃油可减少对化石能源依赖、缓解环境问题,加氢脱氧催化剂的研究开发为众多学者密切关注.我们以低成本金属Ni为加氢脱氧活性组分,采用金属In对金属Ni催化剂进行改性,旨在增加以苯甲醚为模型反应物加氢脱氧中的三苯收率、降低金属Ni的C-C键氢解及甲烷化活性,提高反应过程中碳收率、降低耗氢量.采用等体积浸渍-程序升温还原法制备了Ni/SiO2及Ni-In/SiO2催化剂,研究了Ni/In比及Ni含量对In改性Ni/SiO2催化剂结构和苯甲醚加氢脱氧性能的影响,利用H2-TPR,H2化学吸附,XRD,NH3-TPD,XPS,TEM及N2物理吸附-脱附等手段对催化剂及其前驱体进行了表征,采用石英管固定床反应器在300°C、常压、H2/苯甲醚摩尔比25及苯甲醚重时空速0.4 h-1的反应条件下考察了催化剂苯甲醚加氢脱氧性能,分析了催化剂结构与性能之间的关系.H2-TPR结果显示,金属In的加入抑制了催化剂前驱体中Ni物种的还原.XRD,H2化学吸附,HAADF-STEM-EDS及XPS等结果表明,经450°C还原制备的Ni-In/SiO2双金属催化剂中Ni和In接触紧密.In的加入明显降低了催化剂表面金属Ni的活性位数量;并且,Ni/In比越低Ni-In/SiO2催化剂H2化学吸附量越小.XPS结果还显示,Ni-In/SiO2催化剂中存在金属In向Ni转移电子.上述结果说明,在Ni-In/SiO2催化剂中金属Ni与In存在较强的相互作用.在苯甲醚加氢脱氧反应中,与Ni/SiO2催化剂相比,Ni-In/SiO2催化剂虽因表面Ni密度较低而具有较低苯甲醚转化率,但其苯环加氢、C-C键氢解及CO甲烷化活性较低,因而具有较高的三苯及环己烷选择性;并且,随Ni/In比的降低(即In含量的增加),Ni-In/SiO2催化剂的加氢、氢解及甲烷化能力呈减弱趋势.随Ni质量含量提高,Ni-In/SiO2双金属催化剂上苯甲醚转化率提高,但对三苯选择性及C-C键氢解能力影响不明显.经分析认为,与Ni/SiO2相比,Ni-In/SiO2催化剂较低的苯加氢及C-C键氢解活性与In对表面连续Ni位隔离作用及金属镍位电子云密度提高有关.在优化的反应条件下,Ni质量含量为40%、Ni/In比为40的Ni-In/SiO2催化剂上三苯收率为60.4%,高于相同Ni质量含量Ni/SiO2催化剂上三苯收率(51.6%).     

高效钯系催化剂用于重整后加氢

研制了一种以钯为主的重整后加氢催化剂,并在模试加氢装置上对该催化剂进行了评价。结果表明,在较温和的反应条件下加氢生成油溴价比用工业Co-Mo型催化剂时约低一个数量级;催化剂选择性好,芳烃基本不损失;经1000小时连续运转后催化剂活性基本没有下降,生成油溴价<0.01gBr/100g;再生后催化剂的活性和选择性与新鲜催化剂大致相同。这种催化剂精制效果好,价格较便宜,很有实用价值。     

无氯 Cu/AC 催化剂的制备及其催化气相甲醇氧化羰基化反应性能

 以 Cu2(NO3)(OH)3/AC (活性碳) 为催化剂前驱体, 在惰性气氛中于不同温度热处理分别制得无氯的 CuO/AC, Cu2O/AC 和 Cu0/AC 催化剂, 并用于甲醇直接气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯 (DMC) 反应. 结果表明, 200 °C 处理制得的催化剂中, Cu 物种以 CuO 为主. 随着处理温度的升高, 催化剂中 CuO 含量逐渐降低, 而 Cu2O 含量增加; 400 °C 制备的催化剂中, Cu 物种仅以 Cu2O 形式存在; 而 450 °C 以上处理时则以 Cu0 形式存在. 随着热处理温度的提高, 相应催化剂活性逐渐增加, 表明 CuO, Cu2O 和 Cu0 均具有催化活性, 其活性大小的顺序为 CuO < Cu2O < Cu0. 在 140 °C, CO:MeOH:O2 = 4:10:1, SV = 5 600 h1 条件下, 450 °C 处理制备的 Cu0/AC 催化剂表现出较高的催化甲醇氧化羰基化活性, 其中甲醇转化率达 11.5%, DMC 的时空收率和选择性分别为 261.9 mg/(g•h) 和 76.0%.     

微乳法制备的负载型铑催化剂粒子大小对CO加氢反应性能的影响

 利用微乳法,通过调节W0值(水与表面活性剂的摩尔比), 实现了负载型Rh/SiO2催化剂中金属铑粒子大小的可控合成. 该催化剂具有核壳结构,其中铑为核, SiO2为壳. TEM表征及反应评价结果显示金属铑的粒子大小(1.8～5.0 nm)对CO加氢反应性能具有显著的影响. 当粒子大小为3 nm时, CO加氢反应活性存在最小值; 随着粒子的进一步增大, CO加氢反应活性上升. 与浸渍法制备的催化剂相比,微乳法制备的催化剂粒子大小均一; 对负载量相同、平均粒子大小相同的两种催化剂,微乳法合成的Rh/SiO2催化剂对CO加氢反应具有较高的催化活性.     

残留Na对镍催化剂加氢性能的影响

采用共沉淀的方法制备了以镍为活性组分、镁为助剂、 SiO_2为载体的Ni-Mg/SiO_2催化剂,以大豆油加氢为探针反应研究催化剂中残留Na的含量对加氢活性的影响.分别用ICP-AES、 XRD、 H_2-TPR、 TG-DSC、 SEM、 BET等手段对不同催化剂进行了表征.结果表明:催化剂中残留Na对加氢活性有很大影响, Na含量为6.86%时,催化剂基本没有活性.随Na含量的降低,催化剂活性逐渐升高.这主要是由于Na对Ni的分散、颗粒尺寸和与载体相互作用有较大的影响有关.     

载体性质对Pd催化剂加氢脱硫性能的影响

以Si O2、全硅MCM-41(Si-MCM-41)、通过机械混合Si-MCM-41与ZSM-5得到的Z-MCM-41-M以及通过在ZSM-5外部包覆MCM-41制备得到的Z-MCM-41四种材料为载体,制备了四种负载型Pd催化剂。采用XRD、HRTEM、N2吸附-脱附、NH3-TPD手段对Pd催化剂进行了表征;以二苯并噻吩(DBT)为模型化合物,在固定床反应器上对四种催化剂的加氢脱硫(HDS)活性、加氢路径选择性和加氢裂化活性进行了考察,研究了不同类型载体对Pd催化剂加氢脱硫性能的影响。结果表明,载体的性质会显著影响负载型Pd催化剂的加氢脱硫性能。载体的比表面积对负载型Pd催化剂加氢脱硫活性影响不大,但是HYD路径的选择性与载体的孔道结构有关;具有介孔孔道结构有利于加氢路径选择性的提高。酸性载体负载的Pd催化剂表现出较好加氢脱硫活性和加氢选择性,这与氢溢流有关。介孔材料的孔道结构与微孔沸石的酸性有机结合,所得到的Z-M CM-41复合材料是是潜在的贵金属Pd加氢脱硫催化剂优良载体,可有效提升其加氢脱硫活性。     

硫代硫酸铵预硫化的MoO3／Al2O3催化剂的活化和加氢脱硫活性

以硫代硫酸铵为硫化剂对MoO3/Al2O3催化剂进行预硫化,考察了制备方法和活化条件对预硫化催化剂噻吩加氢脱硫活性的影响. 结果表明,硫代硫酸铵预硫化的催化剂活化后,加氢脱硫活性好,噻吩的转化率达到99%以上,而二甲基二硫硫化的MoO3/Al2O3催化剂在相同条件下,噻吩转化率只有92%. 合适的活化温度为200～300 ℃, 活化压力增加有利于预硫化催化剂的还原硫化和加氢脱硫活性的提高. 硫代硫酸铵预硫化催化剂的高脱硫活性主要归因于多层的Ⅱ型MoS2活性相的形成,其次是硫化程度的提高. 硫代硫酸铵预硫化催化剂经过氢气活化和补充硫化两个阶段,其硫化程度高于传统方法硫化的催化剂.     

Sn对肉桂醛加氢催化剂Pt/Al2O3的修饰作用

研究了负载型Pt催化剂上肉桂醛加氢反应规律,并对Sn的修饰作用进行了考察.未修饰催化剂Pt/Al2O3上,主要以C=C加氢为主;加入少量Sn修饰剂,肉桂醛加氢活性大幅度提高,而且C=O加氢选择性有所提高.当Sn/Pt摩尔比大于0.8后,虽然C=O加氢选择性仍较高,但加氢活性明显降低.Sn/Pt摩尔比为1的催化剂上,肉桂醛转化率高于96%时,肉桂醇选择性可高达80%.结合XRD与化学吸附等表征结果,表明电子因素和立体因素的综合作用是影响肉桂醛加氢选择性的主要因素.     

破坏加氢条件下硷性氮化合物的转化——第二报 在液相加氢条件下各族氮化合物的分布及其相互转化

在小型连续液相加氢装置中进行了抚顺古城子煤低温焦油残油馏分(>325℃)的一次加氢和循环加氢.加氢的物料平衡及各族氮化合物的氮分布结果指出:经加氢后,能被10% H_2SO_4抽出的强硷性分增加到原来的213—227%;其中沸点325°以下的占126—127%,并且主要为喹啉和异喹啉系衍生物(192—325°馏分占<325°的90—90.5%).生成油<325°馏分的强硷性氮中有42—46%能被乙酰化.因此,强硷性分的生成可以解释为高分子氮化合物分子结构的破坏简化和含氮杂环的环破裂成胺类.硷性分的还原成氨较非硷性分难,但前者较易裂解.     

二苯并噻吩类硫化物在非负载型NiMoW催化剂上加氢脱硫反应机理

研究了二苯并噻吩(DBT)、4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)在非负载型NiMoW催化剂上的加氢脱硫反应产物分布及反应机理,给出了它们在非负载型催化剂上加氢脱硫反应网络.研究发现,由于甲基的空间位阻效应,二苯并噻吩类化合物加氢脱硫转化率顺序为4,6-DMDBT≈4-MDBT＜DBT,而非负载型NiMoW催化剂具有很高的芳环加氢活性,有利于烷基取代的芳环加氢,减弱空间位阻效应,使烷基取代的二苯并噻吩类化合物得到有效脱除.DBT的脱硫产物会被进一步加氢,其产物分布与联苯加氢产物相似.4-MDBT有两种预加氢脱硫反应路径,甲基取代的苯环由于甲基的供电子效应会被优先加氢.非负载型催化剂存在的L酸中心会使部分4-MDBT和4,6-DMDBT通过脱甲基反应生成DBT再进行脱硫反应.     

Ru/ZrO2·xH2O催化喹啉加氢反应

制备了负载型催化剂Ru/ZrO2·xH2O, 并用XRD、XPS和TEM对催化剂进行了表征, 所制得的催化剂金属钌的平均粒径约为3.8 nm. 在2 MPa和40 ℃的温和条件下, 以水为溶剂时, Ru/ZrO2·xH2O催化喹啉加氢生成1,2,3,4-四氢喹啉的选择性达98.0%, 而且表现出较强的抗氮中毒能力, 催化剂循环使用性能稳定. 对喹啉加氢反应中的催化反应机理进行了探讨.     

负载型纳米贵金属催化剂催化吡啶及其衍生物的加氢反应

 制备了负载型高分散的纳米贵金属催化剂和含Ru的双金属催化剂,并考察了催化剂对吡啶及其衍生物加氢反应的催化性能. 结果表明, 5%Ru/C催化剂对吡啶加氢反应的催化活性高于5%Pd/C, 5%Pt/C和5%Ir/C. 在100 ℃, 3.0 MPa, 1 h和Ru/吡啶摩尔比=2.5/1000 的条件下, 5%Ru/C催化吡啶加氢的转化率大于99.9%, 生成哌啶的选择性为100%. 催化剂重复使用5次后,活性和选择性无明显下降. 在Ru催化剂中加入少量的Pd和Ir后催化剂活性没有明显的变化. 采用X射线衍射、高分辨透射电镜和X射线光电子能谱对还原后的5%Ru/C催化剂进行表征,结果表明Ru以高分散金属态存在,其平均粒径小于5 nm. 不同底物的加氢反应活性为: 吡啶≈2-甲基吡啶>2,6-二甲基吡啶>3-甲基吡啶>4-甲基吡啶>3,5-二甲基吡啶>2-甲氧基吡啶.     

不同磷含量对NiMoP/Al2O3加氢处理催化剂的影响

采用NiMoP浸渍液浸渍载体γ Al₂O₃制备了不同磷含量的NiMoP/Al₂O₃加氢处理催化剂。为了研究磷对该系列催化剂活性相结构的影响,用二苯并噻吩（DBT）和喹啉为模型化合物,考察了催化剂的加氢脱硫（HDS）和加氢脱氮（HDN）性能。结果表明,添加适当的磷能够提高催化剂的HDS和HDN活性,但是高含量的磷能显著的降低催化剂的催化性能。通过对催化剂进行XRD和HRTEM表征发现,添加磷能够增加MoS2的堆积层数以及Ⅱ型“Ni-Mo-S”相的相对含量,这是因为在制备过程中添加磷降低了活性组分与载体之间的相互作用。     

Preparation and catalytic properties of Ni(Co)-W-B amorphous catalysts for 4-cresol hydrodeoxygenation

采用化学还原法制备出非晶态催化剂Ni-W-B和Co-W-B,用BET、XRD和XPS对催化剂进行表征分析,以对甲基苯酚为模型化合物研究了两种催化剂的加氢脱氧性能.结果表明,所制备的两种催化剂均为非晶态结构,两种催化剂在对甲基苯酚的加氢脱氧反应中都显示出较好的脱氧活性.在相对低温523 K下,Ni -W-B催化剂显示较高的加氢活性,转化率达到100.0％,对甲基环己醇的选择性为55.1％,脱氧选择性只有44.1％,而Co-W-B催化剂显示出较高的脱氧活性,脱氧选择性达到93.1％,这主要是由于催化剂的表面不同价态元素组成含量引起的.在573 K和4.0 MPa下,催化对甲基苯酚的加氢脱氧反应的转化率和脱氧选择性都能达到100％.     

器外预硫化型MoNiP/γ-Al2O3催化剂的二苯并噻吩加氢脱硫活性

 制备了两种器外预硫化型MoNiP/γ-Al2O3催化剂,并以二苯并噻吩为模型化合物考察了其加氢脱硫(HDS)活性,选择了传统的器内预硫化催化剂作为参比. 采用X射线衍射(XRD)、 高分辨透射电镜(HRTEM)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对二者在加氢活性相方面的差别进行了研究. 结果表明,器外预硫化催化剂的HDS活性(最高达到99%)与器内预硫化催化剂相当,但是其加氢能力相对较弱. XRD与HRTEM等研究表明,器外预硫化催化剂所形成的MoS2片晶的堆垛层数相对较低,而Mo与S元素的XPS分析结果则说明相对器内预硫化催化剂,器外预硫化催化剂中不但Mo的硫化度较低,而且MoS2活性相的含量亦较少,而二者活性相之间的这种差异应是导致两类催化剂加氢活性不同的主要原因.     

超细负载型Ni/SiO2 催化剂用于虫白蜡加氢反应

用醇盐法制备了超细负载型催化剂Ni／SiO2,并应用于虫白蜡的高压催化加氢反应。通过TEM,XRD考察了催化剂的物相及结构特征。结果表明该催化剂载体物相为非晶态,催化剂活性中心高度分散于载体上,粒径小于10nm。催化剂的加氢活性随Ni负载量的增加而提高,负载量为20％时氢化效果最佳。