非平衡等离子体条件下甲烷脱氢偶联反应

非平衡等离子体条件下甲烷脱氢偶联反应刘万楹，雷正兰（中国科学院成都有机化学研究所天然气化学开放实验室，６１００４１）甲烷直接转化是天然气化学研究和天然气化学利用的重要课题。甲烷偶联形成Ｃ２烃具有重要的学术和经济意义。甲烷氧化偶联研究已取得了一些有意义...     

乙烷脱氢制乙烯技术研究进展及趋势

在碳中和及全球能源供需版图调整的背景下,乙烯生产原料轻质化成为主流趋势。乙烷脱氢制乙烯技术具有低能耗、低碳排、流程短、收率高、成本低等优势,但目前工业上主要通过乙烷蒸汽裂解法生产乙烯,其他方法工业化生产相对不成熟。本文简述了近年来乙烷脱氢制乙烯技术(包括直接催化脱氢、O₂辅助氧化脱氢、CO₂辅助氧化脱氢、化学链氧化脱氢、催化膜反应器脱氢等)工艺及催化剂的研究现状,同时介绍了其他新兴工艺及催化剂。乙烷脱氢制乙烯技术现阶段面临的挑战不仅在于开发更高效的催化剂及更低能耗的技术,更需要突破乙烷脱氢热力学平衡的限制设计合适的反应路径,其中催化膜反应器脱氢、化学链氧化脱氢工艺都具有非常广阔的市场和工业化发展前景。     

激光促进钼、钒氧化物表面乙烷氧化脱氢反应规律的研究

制备了Ｖ２Ｏ５、ＭoＯ３和Ｖ２Ｏ５．ＭoＯ３复合氧化物催化剂,并进行了ＩＲ表征;对催化剂表面乙烷的吸附性能进行了ＩＲ和ＴＰＤ表征。用激光促进表面反应（ＬＳＳＲ）技术,考察了乙烷氧化脱氢生乙烷的反应规律。结果表明,氧化物表面的Ｖ＝Ｏ和Ｍo＝Ｏ键的吸附能力,在不同的激光激发频率下,ＬＳＳＲ反遵循吸附态激发机理或固体表面键激发机理。温度对ＬＳＳＲ反应有一定的辅助作用。     

冲击波处理的结晶MgO催化乙烷氧化脱氢反应

ＸＲＤ和ＥＳＲ技术研究表明，结晶ＭｇＯ经冲击波处理后晶格发生畸变，晶粒界面微扭曲值明显增大，从而提高了晶体缺陷浓度，并可能形成Ｆ心；晶体的平均晶粒减小，且表现出晶体破碎程度的各向异性。在不同反应温度、空速及时间的条件下考察冲击处理前后的ＭｇＯ催化剂对乙烷氧化脱氢反应的影响，发现用经冲击波处理的ＭｇＯ作催化剂，乙烷的转化率、乙烯的选择性均有一定程度的提高，初步讨论了可能的结构模型和催化机理。     

负载型Co-Cr氧化物催化剂上CO2氧化乙烷脱氢制乙烯反应的研究

制备了一系列不同Co／Cr比例的Co-Cr／SiO2和Co-Cr／γ-Al2O3催化剂,并应用XRD等技术对所制样品进行了表征．在常压连续流动固定床石英反应器中考察了它们对CO2乙烷氧化脱氢反应的催化性能．实验结果表明,Co-Cr／SiO2和Co-Cr／γ-Al2O对CO2乙烷脱氢制乙烯都有较高的催化活性,其活性都明显高于负载单一组分的催化剂．以γ-Al2O为载体的催化剂活性明显比以SiO2为载体的催化剂活性高．1％Co-5％Cr／γ-Al2O活性最高,973K乙烷的转化率达25．57％,乙烯的选择性和收率分别达94．28％、24．10％．     

逆水煤气变换耦合乙烷脱氢制备乙烯反应的研究

综述了近年来国内外有关利用逆水煤气变换耦合乙烷脱氢制备乙烯反应的研究状况。SiO2和Silicalie-2分子筛担载的铬、锰、铁及稀土氧化物催化剂具有较好的催化活性。催化剂表面碱性位的存在有利于CO2的活化,消除乙烷脱氢产物H2和表面积炭,提高反应活性及催化剂的稳定性。进一步提高活性的关键是选择适且的催化剂,以增加CO2的加氢活性。该耦合反应也是充分利用低碳烷烃和CO2资源的新途径。     

Cr/CeO2体系及其对乙烷脱氢反应催化性能的研究

The dehydrogenation reaction of ethane over Cr/CeO₂ catalysts in presence of CO₂ was studied with fixed-bed micro-reactor. The Cr/CeO₂ catalysts of different Cr loading have been synthesized using impregnation techniques. The Cr/CeO₂ system has already been found to be active and selective in the reaction at around 740 ℃. The function of carbon dioxide is to remove coke and hydrogen to accelerate dehydrogenation of ethane. The results of catalysts characterizations indicated that Cr³⁺ and Cr⁶⁺ occurred on the surface of the catalysts. The 1.2 mmol Cr/100m₂ CeO₂ catalyst sample with a monolayer dispersion of Cr on CeO₂ support showed a stronger surface acidity and a maximum yield of ethylene of about 35.5% at 36.6% conversion of ethane.     

Co-MCM-41催化剂上临CO2-乙烷脱氢反应的研究

合成了不同Co掺杂量的Co-MCM-41分子筛.用XRD,FTIR和TG-DTA等技术对所制样品进行表征.在常压连续流动固定床反应器上考察了它们对临CO₂-乙烷脱氢制乙烯反应的性能,结果表明,3%Co-MCM-41在973K可使乙烷的转化率达到39.54%,乙烯的选择性达到98.59%,收率达到38.98%.Co的掺杂量和反应温度等条件对该反应均有一定影响.Co-MCM-41对乙烷催化脱氢制乙烯同样也有很高的活性.引入CO₂可消除积炭对催化剂活性的影响,更有利于催化反应的进行.     

掺杂钛酸盐对乙烷氧化脱氢催化性能的研究

在７００￣８５０℃范围内研究了掺杂ＣａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３催化剂用于乙烷氧化脱氢（ＯＤＨＥ）的催化行为，发现这类催化剂对ＯＤＨＥ均有一定的催化活性。适量的Ｌｉ＾＋取代Ｔｉ＾４＋后不仅提高了催化活性，而且改善了催化剂对乙烯的选择性。催化剂ＣａＴｉ０．９Ｌｉ０．１Ｏ３－δ在８５０℃时乙烷转化率和乙烯选择性分别为８７．８％和７１．７％。Ｓｒ对Ｃａ部分取代后制得的催化剂可在极宽的温度范围内（７００￣８５     

阶跃过渡应答技术研究Mo-V/Al2O3催化剂上乙烷氧化脱氧制乙烯反应的暂态动力学Ⅱ.乙烷氧化脱氢反应的机理和动力学参数的求取

通过一系列应答实验，证实了氧在ＭｏＯ３－Ｖ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３催化剂上的吸附和吸附态氧转变为晶格氧的过程是慢过程，是乙烷氧化脱氢反应的速度控制步骤；乙烯的深度氧化是乙烯与催化剂表面上吸附态氧作用的结果，而不是与催化剂上晶格氧作用的结果。结合第Ⅰ部分的实验结果，提出了乙烷氧化脱氢制乙烯反应的机理，并用Ｔｒｅａｎｏｒ法和ＤＦＰ法求取了各基元步骤的速率常数、活化能和指前因子等动力学参数。用计算所得的结果进     

等离子体条件下甲烷在CO_2存在下的脱氢偶联(英文)

在常温常压下,利用脉冲电晕等离子体研究了甲烷和二氧化碳的转化。在等离子体一催化反应装置上,测试了Ｐｄ／γ－Ａｌ２Ｏ３对甲烷偶联的催化活性。实验发现,在脉冲电晕等离子体作用下,甲烷和二氧化碳被转化为Ｃ２烃、ＣＯ、Ｈ２、Ｏ２、少量积碳和高碳烃;在等离子体条件下引入Ｐｄ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂,能够有效地改善甲烷偶联产物Ｃ２烃的分布,有利于生成更高附加值的乙烯。     

CATALYTIC BEHAVIOR OF DOPED MTiO_3 CATALYSTS FOR OXIDATIVE DEHYDROGENATION OF ETHANE

用Ｌｉ＋部分替代ＭＴｉＯ３（Ｍ＝Ｃａ、Ｓｒ）催化剂中的Ｔｉ４＋，明显地提高了乙烷氧化脱氢（ＯＤＨＥ）反应中乙烯的选择性。在ＣａＴｉ０．９Ｌｉ０．１Ｏ３－δ催化剂上，反应温度为８５０℃时，乙烯选择性为７７．４％，乙烷转化率为８１．７％。Ｌｉ掺杂的作用是增加了催化剂的Ｐ型半导性和未充分还原的氧物种数目。     

氧化镍中非化学计量氧在乙烷氧化脱氢中的作用

以纯ＮｉＯ为模型催化剂考察了乙烷氧化脱氢（ＯＤＨＥ）性能，发现非化学计量氧的存在与反应的活性及选择性密切相关．ＴＧＡ研究结果表明，５００℃制备的样品具有ｘ≈６％的非化学计量氧．Ｈ２ＴＰＲ结果表明，非化学计量氧与晶格氧的可还原性明显不同；Ｏ２ＴＰＤＭＳ又把非化学计量氧区分为两个氧物种，Ｏ－２和Ｏ－（或Ｏ２－２）．脉冲试验结果表明，非化学计量氧对ＯＤＨＥ制乙烯是选择性反应的活性氧物种，晶格氧是完全氧化反应的活性氧物种．一旦催化剂中非化学计量氧耗尽并动用晶格氧时，催化剂便有Ｎｉ０生成，表现出自催化性能，使反应活性迅速提高，但产物均为ＣＯ２，ＣＯ，ＣＨ４等完全燃烧或裂解产物．为保持有较高的乙烯收率，反应处于稳态时Ｎｉ必须处于高价态．电导测定结果表明，优良的ＯＤＨＥ催化剂应有Ｐ型半导性．     

湿天然气中乙烷氧化脱氢：添加水蒸气对催化剂活性和稳定性的影响

在Ｍｎ２Ｏ３／ＳｉＯ２催化剂上添加水蒸气对湿天然气中乙烷氧化脱氢的活性与稳定性进行了考察,结果表明：水蒸气量对催化剂活性影响不大,对催化剂上析炭有明显抑制作用。催化剂寿命实验连续运转２００ｈ,乙烯选择性仍保持在７５％,乙烯收率保持在４０％。催化剂上仅有轻微结炭,催化剂强度好无粉化现象。用比表面仪、ＸＰＳ和ＸＲＤ对实验前后的催化剂进行了对比分析。结果表明,催化剂具有良好的物相结构稳定性,因此具有较好的工业应用前景     

MgO、Al_2O_3、SiO_2催化剂上湿天然气中乙烷氧化脱氢的研究(英文)

研究了ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２催化剂对湿天然气中乙烷氧化脱氢反应的影响，发现ＭｇＯ对乙烷脱氢有较好的活性，７００Ｃ时，Ｃ２Ｈ４选择性达４１．８５％，收率达１８．７５％。考察了催化剂酸碱性对反应的影响，适当碱性的催化剂有利于反应的进行，催化剂活性顺序与碱性大小顺序相一致为ＭｇＯ＞Ａｌ２Ｏ３＞ＳｉＯ２。催化剂活性顺序与其晶格氧流动性有顺应关系。     

电晕放电二氧化碳冷等离子体转化特性研究

在常压、室温条件下利用电晕放电使二氧化碳通过冷等离子体反应分解为一氧化碳和氧气,由四极质谱在线定量在分析产物组成。考察反应条件（电晕类型、能量密度、气体流量等）对反应转化率的影响,分析了该反应的能量效率。当放电功率为40W、CO2流量为30mL.min^-1时,正电晕等离子体CO2分解反应的转化率为15．2％;CO2,专座经率随体系能量密度的增加上升,随反应时间的增加而增大,当CO2流量为90mL.min^-1、正电晕放电功率为37．6W时,反应体系的能量效率为5．89％。实验发现,正电晕放电时CO2的转化率高负电晕的转化率。     

膜反应器中乙苯脱氢反应的理论分析

本文从化工角度对化学反应与膜分离的动态过程进行了关联，对连续流式膜反应器建立了一维数学模型，并以乙苯氢反应为例，对膜反应器的诸多影响因素进行了综合分析，对该反应而言，低水／油比进高Ｄａ值操作，都有利于膜反应器效果的提高。膜的选择分离性能好，转化率也随之增加，对膜反应器的结构进行了重点分析，发现催化剂床层高度与膜长及膜放置位置之间存在着一个最佳匹配关系，从理论上说明了前期工作的实验结果。     

1,2—双[水杨酰硫脲基]乙烷的合成

取代硫服类化合物具有多种重要的生物活性,如抗结核ｌ‘］、抗真菌、除草［’］、驱鼠ｌ’］及调节植物生长［‘１等功能。我们设想,如果能将具有生理活性的基因,如水杨酸基、硫晚基结合在一个分子中,构筑成双水杨酸硫晚类化合物分子,其中含有氧、氮、硫多种原子,可作为电子给予体,提供电子对和多种离子作用,预期新化台物会有更强的生物活性、配位金属阳离于的性能。本文设计合成１,２一双（水杨酚硫肥基）乙烷３。合成路线如下。水杨酸异硫氨酸酯２１５］３０ｎｕｎｏｌ水杨酸的４０ｍｌ苯溶液中加入１２ｍｍｏｌ三氯化磷１０ｍｌ…     

无机膜反应器中丁烷脱氢的研究

无机膜反应器中丁烷脱氢的研究吴泽彪杨惟慎房廉清刘杰刘世河林励吾（中国科学院大连化学物理研究所，大连１１６０２３）关键词无机膜，膜反应器，丁烷，脱氢丁烷脱氢制丁烯是一个热力学控制反应，为了获得较高的产率，必须在高温下进行反应。但高温导致副反应，使...     

杂多酸催化剂上乙苯的氧化脱氢

本文研究了H₃PW₁₂O₄₀及其Na⁺、Al³⁺、Cd²⁺、La³⁺盐对乙苯氧化脱氢反应的催化活性。发现活性与酸强度和酸量之间没有直接的关系。杂多酸及其盐类在反应开始阶段均存在一段活性增长期,简称为"增活期"。增活期内催化剂表面的积炭量逐渐增加,积炭物的H/C比逐渐减小。用质谱法、薄板层析法检知了积炭物中有醌类物质存在,提出了积炭物中的醌类基团是氧化肥氢的活性中心的观点。