二氧化碳加氢合成甲醇催化剂及工艺研究开发

研究了反应参数对在自主研制的C312系列催化剂上二氧化碳加氢合成甲醇的影响。实验结果表明,反应条件对甲醇时空产率和二氧化碳的单程转化率具有较大影响。在250℃、8.0 MPa和空速16000h-1下,当n(H2):n(CO2)=3时,甲醇的时空产率达0.94 g/(mL.h),二氧化碳单程转化率为22.2%。C312型二氧化碳合成甲醇催化剂性能优异,有良好的选择性和耐热性。     

助剂对甲醇乙醇合成异丁醛催化剂结构和催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了复合氧化物(SiO2-TiO2)负载的铜基催化剂。测试了含4种不同助剂ZnO、MnO、CaO、MgO的催化剂对甲醇与乙醇一步合成异丁醛的催化性能,并应用TPR,BET,XRD等手段对催化剂结构进行了表征。结果表明,溶胶-凝胶法制备的催化剂可以显著地改善CuO的分散性,降低了CuO的还原温度。同时发现,碱性金属氧化物作助剂可以增强助剂与活性组分之间的协同作用,提高异丁醛的选择性和收率,较适宜的助剂是CaO。在常压、反应温度593K、n(甲醇)/n(乙醇)=2∶1的条件下,乙醇的转化率为71.58%,异丁醛的选择性为50.99%。     

双助剂对CuO/SiO_2催化甲醇乙醇合成异丁醛的影响

采用溶胶-凝胶法制备了CuO-Fe2O3-ZrO2/SiO2双助剂型催化剂,将其用于催化甲醇与乙醇一步合成异丁醛的反应,考察了助剂Fe2O3和ZrO2含量对催化剂性能的影响;采用BET,XRD,H2-TPR等手段对催化剂的结构进行了表征。实验结果表明,在CuO质量分数为20%时,适量加入助剂Fe2O3和ZrO2,可以使二者产生协同作用,一方面增大了催化剂的比表面积;另一方面促进了CuO的分散,改善了催化剂的还原性能,从而提高了催化剂的活性和异丁醛的选择性。以Fe2O3质量分数为20%、ZrO2质量分数为10%的CuO-Fe2O3-ZrO2/SiO2为催化剂,在常压、反应温度320℃、n(甲醇)∶n(乙醇)=2∶1的反应条件下,乙醇转化率为58.81%,异丁醛的选择性和收率分别为73.96%和43.50%。     

La_2O_3对合成异丁醛催化剂V_2O_5的催化性能的影响

研究了La2O3对甲醇乙醇一步催化合成异丁醛催化剂V2O5的催化性能的影响。实验结果表明,La2O3的添加量(质量分数)为10%时La2O3/V2O5活性最佳,在反应温度375℃,常压,体积空速2h-1,原料甲乙醇的摩尔比为3∶1时,乙醇转化率达96.62%,异丁醛选择性达61.76%。对反应前后的催化剂进行的XRD测试结果表明,反应过程中V2O5还原为V2O3,部分La2O3也发生了晶形的变化,由立方体晶体(A型)变为了六方体形晶体(C型)。对V2O5和La2O3/V2O5反应后失活催化剂进行的TG-DTA实验结果表明,La2O3可降低失活催化剂的再生温度,有利于失活催化剂的再生。     

甲醇乙醇催化合成异丁醛催化剂V2O5的失活研究

研究了在V2O5催化剂上,在常压、反应温度375℃,原料甲醇与乙醇摩尔比为3:1,体积空速为2 h-1条件下一步催化合成异丁醛.考察了催化剂的稳定性和催化剂失活的原因.实验结果表明,反应至330 min后催化荆活性几乎不再变化,此时乙醇转化率在70%左右,而异丁醛的选择性仅为10%左右,催化剂几乎不再具有活性.表征测试结果表明,催化剂失活的原因是:反应过程中结焦;V2O5,在反应过程中被还原为V2O3;V2O5在反应过程结构的变化导致酸量的增加.催化剂失活为可逆失活,高温烧炭再生能使失活催化剂恢复其催化活性.     

Fe改性V-La催化剂甲醇-乙醇合成异丁醛

研究了V-La以及Fe改性V-La催化剂甲醇-乙醇一步合成异丁醛性能。结果表明:采用V-La催化剂,乙醇转化率和异丁醛选择性随反应时间逐渐降低,当反应进行到6h,乙醇转化率和异丁醛选择性分别从78%和66%下降到56%和46%;而将Fe引入V-La催化剂,催化剂稳定性明显提高,乙醇转化率达到80%以上,异丁醛选择性保持约74%。TPR、XRD等表征结果显示,V与La主要形成了LaVO_4结构,而Fe的加入改变LaVO_4结构,同时也影响V和Fe的还原性能。     

合成气与甲醇制乙醇工艺的研究

采用甲醇和合成气作为原料,以Rh-Ru为双金属、1,3-双(二苯基膦)丙烷为配体、碘甲烷为促进剂催化甲醇还原羰基化制乙醇,考察了溶剂种类及添加量、催化剂的组成、n(H_2)∶n(CO)、反应温度、反应压力等因素对甲醇还原羰基化制乙醇反应的影响。实验结果表明,以醋酸为溶剂,甲醇还原羰基化制乙醇反应的最佳催化体系为:乙酰丙酮二羰基铑(Rh(CO)_2(acac))0.15 g,助催化剂Ru Cl_3·3H_2O 0.45 g,CH_3I 2.84 g;最佳工艺条件为:6.0 MPa、140℃、n(H_2)∶n(CO)=2∶1、m(醋酸)∶m(甲醇)=2∶1,在此条件下,甲醇转化率达96.16%,总的乙醇选择性达30.79%。     

Mn改性Cu/ZnO/Al_2O_3催化剂上甲醇水蒸气重整制氢研究

研究了Mn改性Cu/ZnO/Al2O3催化剂上的甲醇水蒸气重整制氢反应。考察了催化剂组成、反应温度和水醇比对反应的影响。研究结果表明,当催化剂的组成为Cu45Zn45Al5Mn5,反应温度为220～240℃,n(H2O)/n(CH3OH)=1～1 2,液体空速为3 0h-1左右时,反应具有较好的甲醇转化率、氢气产率和较低的出口CO含量,同时催化剂表现出较好的稳定性。     

SO2-4/TiO2-MoO3催化剂催化合成缩醛(酮)

以固体超强酸SO2-4/TiO2-MoO3为催化剂,对以环己酮、丁酮、正丁醛、异丁醛和乙二醇、丙二醇为原料合成缩醛(酮)的反应条件进行了研究.实验表明,固体超强酸SO2-4/TiO2-MoO3是合成缩醛(酮)的良好催化剂,较系统地研究了醛(酮)/醇摩尔比、催化剂用量、反应时间诸因素对产品收率的影响.最佳反应条件为n(醇)/n(酮或醛)=1.3/1或1.5/1,催化剂用量为反应物料总质量的0.25%～1.5%,反应时间为1.0 h.在最佳反应条件下,环己酮-乙二醇缩酮的收率为82.7%,环己酮-l,2-丙二醇缩酮的收率为83.4%,丁酮-乙二醇缩酮的收率为74 1%,丁酮l,2-丙二醇缩酮的收率为94.9%,丁醛-乙二醇缩醛的收率为68.1%,丁醛-1,2-丙二醇缩醛的收率为87.5%,异丁醛-乙二醇缩醛的收率为70.7%,异丁醛1,2-丙二醇缩醛的收率为82.5%.     

Hβ沸石催化合成缩醛(酮)

以Hβ沸石为催化剂,研究了环己酮、丁酮、丙酮、丙醛、丁醛、异丁醛、戊醛、异戊醛、正辛醛、苯甲醛十种醛(酮)与乙二醇的缩合反应。系统考察了反应时间、醛(酮)与醇的配比、Hβ沸石的用量及催化剂重复使用等因素对缩合反应的影响,优化了反应条件。实验结果表明,在醛(酮)与乙二醇摩尔比为1∶1.2、催化剂用量(0.1m ol醛(酮))为0.2g、反应时间2h的条件下,大多数醛(酮)转化率可达90%以上,缩醛(酮)选择性可达98%以上。证明Hβ沸石对该缩合反应有较高的催化活性和选择性。     

C312型中低压甲醇合成催化剂

介绍了西南化工研究设计院新开发的C312型中低压合成甲醇催化剂,并对其性能进行了实验评价。在压力5.0MPa,温度250℃,空速10000h-1,原料气体积组成为CO12.0%～17.0%、CO23.0%～4.5%、N21.0%～12.0%、H270%～74%的条件下,甲醇的时空收率能达到1.91g/(ml·h),CO单程转化率≥75%。在8.0MPa,250℃,空速16000h-1,n(H2)/n(CO2)≈3(原料气中无CO)时,甲醇的时空收率高达0.94g/(ml·h),CO2单程总转化率22.2%。C312型中低压合成甲醇催化剂优异的活性、选择性和耐热性,使其更适用于大型中低压甲醇合成装置。     

甲醇水蒸气重整制氢CuZn(Zr)AlO催化剂的研究

对CuZn(Zr)AlO催化剂在甲醇水蒸气重整制氢反应中的性能进行了研究。考察了ZrO2助剂的加入对CuZnAlO催化剂反应性能的影响。以性能较好的COPZr 2催化剂为例,确定了甲醇水蒸气重整制氢反应的最佳反应条件:250℃,0 1MPa,n(H2O)/n(MeOH)=1 3,WHSV=3 56h-1和无载气。150h反应稳定性实验,显示COPZr 2具有良好的稳定性,甲醇转化率和氢产率分别稳定在约88%和83%,出口气CO含量在0 20%～0 31%之间,氢含量大于63%。该催化剂能较好地满足车载甲醇重整器的要求。     

乙醇脱水制乙烯等温固定床反应器的模拟

采用半经验的乙醇脱水制乙烯反应动力学模型,建立了乙醇脱水制乙烯等温固定床反应器的一维模型。利用工业生产数据对所建模型进行了验正,反应器出口温度、乙醇转化率、乙烯选择性的计算值与实际值的偏差分别是-1.65 K,-0.66%,0.43%。采用该模型模拟了加热介质温度、进料空速、乙醇含量对反应器轴向温度分布、乙醇转化率和乙烯选择性的影响。模拟结果表明,加热介质温度在643～683 K内可得到较好的反应器轴向温度分布和乙醇脱水反应结果;适宜的进料空速为0.6 h~(-1),进料空速过高乙醇转化率降低;乙醇含量高有利于提高乙烯的选择性。     

Fe修饰V_2O_5催化剂催化甲醇与乙醇一步合成异丁醛

<正>异丁醛主要来源于丙烯与合成气羰基化反应制正丁醛的副产物,产量很少,难以满足日益增长的需求,严重限制了异丁醛相关产业的发展[1]。甲醇与乙醇在催化剂作用下可一步合成异丁醛,这是一条以储量丰富的煤炭、天然气和可再生的生物质资源为源头的合成路线,该路线不仅克服了对石油资源的依赖,而且对进一步推动甲醇、乙醇产业的     

KOAc/NaY催化合成邻甲基苯甲醚

以KOA c/NaY为催化剂,在连续流动固定床反应器内,邻甲基苯酚(OC)与碳酸二甲酯(DMC)经过气固相催化反应合成了邻甲基苯甲醚(OM)。考察了内、外扩散对KOA c/NaY催化剂活性的影响。实验结果表明,当气流线速度大于30cm/m in时可消除外扩散对合成反应的影响;当KOA c/NaY催化剂的平均粒径在0.30~0.75mm(20~80目的颗粒)时能消除内扩散对合成反应的影响。在消除内、外扩散效应后,还考察了反应温度、原料配比、空速对合成反应的影响,得到较佳的反应条件:催化剂5mL,反应温度548K,反应压力0.6M Pa,空速0.6h-1,n(DMC)∶n(OC)=1,在线评价时间7h。在此条件下,OC的转化率高达85.7%,OM的选择性大于99%。     

CuO-ZnO-Al_2O_3催化剂上低压CO_2加氢合成甲醇反应性能的研究

采用共沉淀法制备了CuO-ZnO-Al2O3催化剂,研究了不同制备方式对催化剂性能的影响,确定了并流共沉淀法为最佳的催化剂制备方式。考察了反应温度、反应压力、反应空速等因素对低压CO2加氢合成甲醇反应性能的影响。在原料气配比一定(V(H2)/V(CO2)=2.6/1)的条件下,确定了优化的工艺参数为:反应温度240℃、反应空速2400h-1。此反应条件下,CO2转化率9.0%,甲醇选择性14.1%。     

水溶剂中Pd-Ni/γ-Al_2O_3催化剂上糠酸加氢

制备了Pd-N i/γ-A l2O3催化剂,应用程序升温还原和程序升温脱附技术考察了催化剂的表面性质与催化加氢性能的关系。实验结果表明,Pd-N i/γ-A l2O3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。采用连续流动固定床微型反应器考察了水溶剂体系中Pd-N i/γ-A l2O3催化剂上糠酸加氢生成四氢糠酸的反应,研究了反应条件对催化反应性能的影响,在2.5M Pa、200℃、氢气空速4 000h-1、糠酸水溶液的空速8.0h-1、氢气与糠酸的摩尔比50的条件下,糠酸转化率为96.8%,四氢糠酸选择性为100%,催化剂连续运转200h后催化活性没有下降。     

Fe-ZSM-5分子筛上N2O一步氧化苯制苯酚工艺条件研究

对Fe-ZSM-5分子筛催化剂上N2O一步氧化苯制苯酚的工艺条件进行了实验研究。以单因素实验法系统考察了温度、苯与N2O摩尔比和空速对氧化过程的影响;并基于L16（45）正交实验设计确定相对适宜的氧化工艺条件为：温度400℃、苯与N2O摩尔比5.0∶1、空速6000h-1,在此条件下苯酚收率为45.28％,N2O转化率为89.28%,苯酚选择性为50.72%。