双功能催化剂中金属铂对乙苯异构化反应的影响

以丝光沸石为催化剂的酸性组元,制备了负载铂的C_8芳烃异构化双功能催化剂;在连续流动临氢微型固定床反应装置上考察了双功能催化剂中金属铂对乙苯异构化反应的影响,着重考察了金属铂的负载量、负载方式、分散度以及铂负载量与酸量的匹配等因素对催化剂性能的影响。实验结果表明,随铂负载量的增加,乙苯转化率增大,异构化选择性先增大后减小,在铂质量分数为0.45%时达到最大值;在催化剂的酸量一定时,铂负载量有一适宜的范围,即适宜的铂原子数量与酸性中心数量的比值(Nm/Na值),对于硅铝比为11.1的丝光沸石,适宜的铂负载量为0.30%～0.45%,,当Nm/Na值为0.26时,异构化选择性最大;与铂络合物离子交换法相比,浸渍法制备的催化剂性能较好;铂分散度在50%～70%时,催化剂的综合性能较好。     

含烃氢气还原的铂铼重整催化剂的反应性能

考察了用含烃（Ｃ２Ｈ６或Ｃ３Ｈ６）氢气进行重整催化剂还原对重整反应的影响，从双功能平衡的角度阐述了催化剂表面结构改变对反应活性的影响方式；在中国装置上考察了催化剂的稳定性。结果表明，用含烃氢气还原铂铼催化剂可使其金属功能降低，在重整反应中脱氢活性减弱，酸性功能发生变化，催化剂双功能平衡失调不仅造成反应初活性异常，还导致催化剂运转周期缩短，稳定性变差，还原介质中烃含量越多，组分越重，影响越严重。     

用重整氢还原CO低温变换催化剂B203／B205

锦州石油化工公司用重整氢还原制氢装置的低温变换催化剂的工作表明，用含烃15％左右的重整氢还原B203（铜－锌－铬系）和B205（铜－锌－铝系）混装催化剂是可行的，但必须高度重视重整氢中的烃对低变催化剂（尤其是钢－锌－铬系催化剂）还原工作的不利影响，还原操作必须慎之又慎，否则易造成低变催化剂超温烧结事故。若重整氢进行脱烃处理，则有利于还原工作。     

ABO_3/CaO的CO催化氧化特性与烧炭动力学

制备了负载型钙钛矿型复合氧化物ＡＢＯ３／ＣａＯ（Ａ和Ｂ位分别由两种不同组份调变）系列催化剂，采用Ｘ－光衍射分析仪、固定床微型反应装置和热重分析仪对其物相结构、ＣＯ催化氧化能力和烧炭助燃性能进行了系统的表征和评价。结果表明，此催化剂的ＣＯ氧化活性在高温区略低于现行的铂系助燃剂，而烧炭速度和去焦能力却优于铂系助燃剂。根据这些试验结果对表观烧炭动力学进行了初步探讨，证明当加入此催化剂时，在分子筛含炭量较高的烧炭初期，催化烧炭过程符合一级动力学方程，给出了烧炭表观动力学常数。     

Pt-SiW/DUSY催化剂上正庚烷临氢异构化反应的研究

 用浸渍法制备了脱铝USY负载12-硅钨酸(SiW)和贵金属Pt的双功能催化剂。采用XRD和IR对催化剂进行了表征，并采用常压固定床反应器，考察了催化剂的正庚烷临氢异构化反应性能，与USY同时负载SiW和Pt的催化剂进行比较。结果表明，脱铝USY负载SiW和Pt双功能催化剂表现出较高的异构化反应活性和选择性，而以纯USY为载体的催化剂反应活性很低。当脱铝USY催化剂Pt负载量为1.0%(质量分数)和硅钨酸负载量为15%(质量分数)，反应温度为230℃时，正庚烷转化率达到72.1%，异构化产物选择性为83.0%。     

贵金属对Co/Al2O3催化剂费托合成反应性能的影响

在氧化铝负载的钴催化剂上考察了微量贵金属助剂（Pt,Pd,Re）对费-托合成反应性能的影响。结果表明,3种助剂对催化剂性能的影响差别较大。在催化剂中添加质量分数为0.1%的Pt或0.1%的Re时,可以提高其费-托合成反应活性和C5+烃类选择性;添加质量分数为0.1%的Pd时,可以提高催化剂的费-托合成反应活性,但C5+烃类选择性降低。催化剂的X射线衍射、程序升温还原、H2-程序升温脱附分析结果表明,贵金属的加入改变了催化剂的还原温度,可以提高催化剂的还原度,并使活性金属在催化剂表面保持高分散度。     

关于酸性载体载铂催化剂的双功能性质

本文以甲基环成烷和正己烷在氢流中的转化反应为探针,研究铂催化剂的金属功能和酸功能在烷烃反应中所起的作用及其与反应温度的关系。结果表明,催化剂双功能性质的体现依赖于反应温度。当反应温度低于450℃时,酸性中心的作用很弱,金属与载体间的相互作用直接影响金属的性质,从而成为决定催化剂反应性能的主要因素;当反应温度高于450℃时,由于铂表面的积碳而失去一定的金属活性,而载体的酸功能活性却大大增加,于是金属与载体间相互作用成为催化反应的主要因素,正己烷反应才遵循典型的双功能机理。     

稀土对Ni-ZnO基脱硫催化剂反应性能的影响机制

为考察La、Ce对还原后的Ni-ZnO催化剂电子结构的调变作用,模拟工业条件对催化剂进行高压还原,对还原后的催化剂进行Ar离子刻蚀-XPS表征。结果表明,还原后的催化剂中以Ni 0为主,La不会被还原,Ce~(4+)被还原为Ce~(3+)。La~(3+)和Ce~(3+)在催化剂外表面富集,并与Ni之间存在相互作用,电子由Ni偏向La~(3+)和Ce~(3+),导致Ni的电子不饱和度增加,从而增强其对硫化物中孤对电子的吸附,使Ni-ZnO催化剂脱硫活性增强。但由于La、Ce与Ni-ZnO的电子配位结构存在明显差别,使用Ce改性的催化剂,在相同脱硫率下,汽油产品辛烷值较高;特别是当催化剂中Ce的质量分数为3.0%时,汽油的平均硫质量分数仅为5.1μg/g,与原料相比,研究法辛烷值增加0.3个单位。     

前驱试剂对铬系催化剂丙烷脱氢反应的影响

分别以硝酸铬、三氧化铬、重铬酸钙和重铬酸钾为前驱试剂,制备了丙烷脱氢铬系催化剂,催化剂中Cr名义负载量（w）均为11%,在质量空速0.7h~(-1)、反应温度600℃的条件下,考察了催化剂的丙烷脱氢活性。通过XRD、SEM、NH_3-TPD、H_2-TPR、UV-vis等方法对不同铬前驱试剂合成催化剂的晶体结构、表面形貌、表面酸性、表面还原性、Cr元素价态进行表征;利用固定床微型反应装置测定了催化剂的丙烷脱氢反应活性;借助高频红外碳硫仪、热裂解GC-MS和原位红外等手段对反应后催化剂积炭量、积炭种类、反应中间产物进行分析。结果表明：以硝酸铬、三氧化铬为前驱试剂的催化剂Cr(Ⅲ)-RC、Cr(Ⅵ)-RC表面以弱酸位点为主,高价铬（Cr~(6+)）易被还原,丙烷转化率与丙烯选择性较高。以重铬酸钙、重铬酸钾为前驱试剂的催化剂Cr(Ⅵ)-Ca-RC、Cr(Ⅵ)-K-RC表面以中强酸位点为主,高价铬（Cr~(6+)）不易被还原,积炭副反应较强,丙烷转化率与丙烯选择性较低。合理调节催化剂表面酸性,促进高价铬（Cr~(6+)）的还原,将有利于制备高性能铬系丙烷脱氢催化剂。     

Ni-WO_x催化剂上正庚烷的加氢异构化反应

采用浸渍法制备了Ni-WOx催化剂,在常压连续流动固定床反应器上考察了Ni-WOx催化剂对正庚烷加氢异构化反应的催化性能,讨论了焙烧温度、Ni含量、还原温度和反应条件对Ni-WOx催化剂性能的影响,采用X射线衍射对Ni-WOx催化剂进行了表征。实验结果表明,当焙烧温度为800℃、还原温度为525℃、Ni质量分数为2%时,Ni-WOx催化剂的性能较好,催化剂的活性组分主要为WO2。在300℃、正庚烷重时空速0.68h-1、H2流量18mL/min、反应时间6h的条件下,在该催化剂上正庚烷的转化率达到49.39%,异构庚烷选择性达87.34%。正庚烷在该催化剂上按双功能机理进行加氢异构化反应。     

助剂对Pt/γ-Al_2O_3催化剂丙烷脱氢性能的影响

采用一系列金属氧化物助剂(Ce,Sn,Zn,V,La,C r,Fe,Zr,M n的氧化物)对Pt/γ-A l2O3催化剂进行修饰,通过丙烷催化脱氢反应考察了不同助剂对Pt/γ-A l2O3催化剂脱氢性能的影响。研究结果表明,经修饰的Pt/γ-A l2O3催化剂的脱氢性能有不同程度的改善。加入CeO2,SnO2,ZrO2助剂,Pt/γ-A l2O3催化剂的丙烷脱氢活性显著提高,丙烷的初始转化率分别提高了9.2%,8.2%,8.1%;加入ZnO助剂,丙烯选择性显著提高,丙烯初始选择性高达97%;SnO2助剂对改善Pt/γ-A l2O3催化剂的稳定性效果最好。采用氢气程序升温还原对催化剂进行表征,表征结果显示,金属氧化物助剂经还原后仍以氧化态形式存在,未以单质形式与铂形成合金。     

钨酸锆催化剂的成型以及黏结剂在异构化中的作用

The present work reports the new results of pseudo-boehmite addition as binder in the synthesis of the shaped Pt/WO3-ZrO2-Al2O3 (denoted as PtWZA) catalysts. The results showed that the shaping with binder can noticeably influence the structure, acidity of catalyst and then improved the catalytic performance in n-heptane isomerization, except for providing the mechanical strength of the catalyst. The suitable binder content could improve the isomerization activity and/or selectivity by changing the acidity of PtWZA. The influence of binder content depended on WO3 content in the catalyst. The PtWZA catalysts containing 5-15wt% binder (dry basis content of binder) possessed favorable isomerization performance, depending on the contents of WO3. The suitable catalyst contained Pt20WZ5A and Pt30WZ15A, which could give approximately 80-90% conversion and 90% selectivity. These new findings enriched the knowledge of the binder in the catalyst shaping process that will be useful in the production of industrial catalysts.     

微量铂、钯对Cr/ZrO2催化剂结构与性能的影响

采用等量浸渍法制备了一系列Ｃｒ－Ｍ／ＺｒＯ２双金属及单金属氧化物催化剂。ＣＯ氧化活性的测定结果表明,贵金属Ｐｄ和Ｐｔ与Ｃｒ之间具有明显的协同催化作用。在Ｃｒ－Ｐｄ／ＺｒＯ２和Ｃｒ－Ｐｔ／ＺｒＯ２上,ＣＯ１００％转化的温度较在Ｃｒ／ＺｒＯ２上分别下降了约２２０℃和１３０℃。ＸＲＤ和ＴＰＲ结果表明,Ｃｒ／ＺｒＯ２中Ｃｒ以表相和体相的Ｃｒ２Ｏ３存在,体相的Ｃｒ２Ｏ３与载体ＺｒＯ２间发生了强相互作用,从而抑制了ＺｒＯ２晶粒间的烧结和ｔ－ＺｒＯ２→ｍ－ＺｒＯ２的相变,微量Ｐｔ或Ｐｄ的加入使催化剂的还原性能发生明显变化,催化剂的还原性增强。对微量Ｐｔ和Ｐｄ在Ｃｒ／ＺｒＯ２中的作用做了一些探讨     

模板剂和助剂对Pt/MOR催化剂临氢异构催化性能的影响

在分别以十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、复合聚乙二醇20000（PEG20000）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂合成的梯级孔MOR分子筛上负载Pt制备了Pt/MOR催化剂,并用分步浸渍法在所得催化剂上分别引入第二金属组分Ni和Cr;采用XRD、N2吸附-脱附、CO脉冲化学吸附、H2-TPR、NH3-TPD和Py-IR等技术对所得样品进行了表征。结果表明：复合模板剂的添加有效地引入了介孔,所得MOR的介孔表面积和介孔体积分别从36.4%和52.9%增加到54.2%和76.5%,平均孔径从2.1 nm增加到3.9 nm;Ni或Cr的引入明显增加了催化剂的总酸量和L酸量,显著改善了金属Pt的分散度,且Cr的作用效果优于Ni。在引入1% Cr的Pt/MOR催化剂上,正辛烷临氢异构的转化率可达59.3%,其异构产物选择性可达94.9%。     

不同Pt前躯体对Pt/KL催化剂芳构化性能的影响

为考察不同Pt前躯体对Pt/KL催化剂芳构化性能的影响,分别以Pt(NH₃) ₄ (NO₃) ₂和Pt(NH₃ )₄ Cl₂为Pt前躯体,KL分子筛为载体,制备了TN-Pt/KL和TC-Pt/KL芳构化催化剂,其对应的再生剂为R-TN-Pt/KL和R-TC-Pt/KL。采用XRD、XRF、TGA、BET、TEM、H₂-TPR等分析手段对上述催化剂进行了表征,并以正庚烷为原料,在500  ℃、0.4 MPa、MHSV=1.5 h^-1、n(H₂)/n(n-Heptane)=3的条件下分别对新鲜剂和再生剂的芳构化性能进行评价。结果表明：2种不同的Pt前躯体对新鲜剂上Pt的粒径、比表面积和孔体积影响不大,但 TC-Pt/KL 催化剂上芳构化活性中心更多,且该催化剂上的Pt²⁺与KL分子筛载体之间的相互作用力更强,有利于提高其芳构化活性,减缓Pt颗粒聚集长大;与新鲜剂相比,2种再生剂Pt粒径均明显增大,比表面积和孔体积也明显降低,但R-TC-Pt/KL的物化性质优于R-TN Pt/KL;以Pt(NH ₃ ) ₄ Cl₂为前躯体制备的催化剂具有较优异的芳构化活性和稳定性,2种催化剂的再生性能均较差, TC-Pt/KL催化剂比TN-Pt/KL的再生性能略好。     

Pt-Ga和Ga-Mo双金属催化剂的丙烷脱氢反应性能研究

Pt金属催化剂的高成本和结焦失活是制约其在丙烷脱氢(PDH)工艺中应用的重要因素。因此,对Pt催化剂进行改性以及开发廉价的非贵金属催化剂是目前PDH的主流研究方向。本文对Pt/γ-Al2O3催化剂以添加助剂的手段进行性能优化,借助H2-TPR、TG、Raman、TEM等表征技术进行研究,发现Pt-Ga催化剂较Pt-Sn催化剂具有更好的催化性能,表明适量引入Ga元素能够与Pt发生很好的协同作用。此外,制备了Ga-Mo非贵金属催化剂,降低了催化剂失活的速率,获得了良好的脱氢性能。     

铂锡重整催化剂中锡的表面状态的研究

利用穆斯堡尔谱学对共浸法、共沉淀法制备的铂锡重整催化剂中锡的状态进行了研究。共浸法催化剂在还原之后,锡是以多种形态存在。随着锡总含量的增加(铂含量不变),正四价锡维持不变,而正二价锡和铂锡合金相应增加。共浸法是由正四价的锡(SnAl₂O₅,SnO₂)变为多种形态,再变为只含 SnO₂的正四价形态。共沉淀法则始终保持为正四价(SnAl₂O₅,SnO₂),只是颗粒大小不同。因此,认为离子态的锡对改善铂催化剂的催化性质起着一定的作用。     

Mg对Cr2O3/Al2O3催化剂及其丙烷脱氢性能的影响

制备了不同Mg含量的Cr2O3-MgO/Al2O3催化剂,考察了Mg含量对Cr2O3/Al2O3催化剂丙烷脱氢反应性能的影响,并通过低温N2吸附-脱附、XRF、XRD、NH3-TPD、H2-TPR和SEM等手段对催化剂进行了表征。结果表明：MgO的加入能提高丙烷脱氢反应中的丙烯选择性,主要原因是MgO的加入使载体表面酸量减少,调变了催化剂中Cr价态的分布,并使Cr晶粒变小,更好地分散在载体上;Cr2O3-MgO/Al2O3催化剂中Cr2O3负载量（w）为18%时,MgO负载量（w）为1%~2%较为适宜,催化剂的性能可达到最佳,在反应条件下3 h内,丙烷平均转化率为33%,丙烯选择性为93%。     

Ti改性氢氧化铝干胶制备Pt/Al_2O_3-TiO_2催化剂的研究

以含钛氢氧化铝干胶和不含钛氢氧化铝干胶作为前驱物获得载体,采用浸渍法制备出Pt/Al_2O_3-TiO_2催化剂和Pt/Al_2O_3催化剂;采用BET、XRD、TPR、TEM、氢氧滴定等方法对所制备的催化剂进行表征,以重整抽余油为原料进行烯烃和芳烃的加氢活性评价。结果表明,TiO_2在载体中以锐钛矿形式存在,Pt/Al_2O_3-TiO_2催化剂的孔体积、比表面积和强度均略小于Pt/Al_2O_3催化剂,前者更易还原,Pt的分散度更大,而且有更高的烯烃和芳烃加氢活性。     

水氯失衡对连续重整催化剂性能的影响

水氯平衡控制是重整催化剂性能发挥和保持的关键因素。考察了工业运转过程中催化剂的物化性能和催化性能的变化,对水氯失衡造成的催化剂失活和性能恢复进行了探讨。结果表明：长时间的水氯失衡,导致催化剂氯含量降低,使Pt发生严重积聚,运转1 967 天的催化剂中最大Pt晶粒直径达到90 nm;Pt的严重积聚导致催化剂活性和选择性大幅度下降,与新鲜催化剂相比,催化剂运转1 967 天后,C5+产物中芳烃含量下降12.89百分点,芳烃产率下降10.59百分点,积炭量增加0.77百分点;在常规氧氯化和还原条件下,特别是在连续重整装置的操作条件下,严重积聚的Pt晶粒的再分散速率非常慢,很难使运转催化剂恢复到新鲜催化剂的Pt分散水平。