草酸酯催化加氢制备乙二醇研究进展

综述了近年来碳一合成路线中草酸酯催化加氢制备乙二醇的研究进展。分别介绍了以Ru等贵金属催化剂为主的液相均相加氢法和以铜基催化剂为主的非均相气相或液相加氢法,详细介绍了各类催化剂在草酸酯催化加氢方面的特点。并且就目前国内外对草酸酯氢化动力学方面的研究予以总结,给出了草酸酯加氢过程典型的动力学过程。最后比较了分别以草酸二甲酯和草酸二乙酯为原料路线的优缺点。     

煤制乙二醇路线及其应用

我国在世界上已率先实现了煤制乙二醇(CO气相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氢合成乙二醇)成套技术的工业化应用。煤制乙二醇路线系通过CO气相偶联合成草酸酯,草酸酯再加氢制取乙二醇,实践表明:草酸酯转化率可达100%,乙二醇选择性高于95%。     

CO气相偶联合成草酸二甲酯Pd/α-Al2O3催化剂失活与再利用

作为合成气制乙二醇关键步骤之一,CO与亚硝酸甲酯合成草酸二甲酯备受关注。综述了近年来CO气相偶联合成草酸二甲酯Pd/α-Al₂O₃催化剂失活与再利用研究进展,探讨催化剂再利用工艺存在的问题,指出应根据在工业应用中出现的问题对Pd/α-Al₂O₃催化剂进行失活研究,在此基础上开发针对性的再生工艺;钯催化剂回收方面萃取法和吸附法逐渐成为研究重点,高效、低耗、短流程绿色工艺的开发是失活钯催化剂再利用的发展方向。     

乙二醇装置草酸二甲酯加氢系统催化剂运行性能及产品品质影响因素分析

河南龙宇煤化工有限公司2×200 kt/a煤制乙二醇装置采用河南能源化工集团拥有自主知识产权的“羰基化、加氢两步间接合成法”生产工艺及Cu/SiO₂加氢催化剂，加氢催化剂使用寿命较短，催化剂运行性能(含使用寿命)又进一步影响乙二醇产品的品质。基于草酸二甲酯加氢反应机理与反应条件及加氢反应系统工艺流程，分析与探讨加氢催化剂装填高度、草酸二甲酯进料纯度、加氢反应器列管直径、氢酯比、草酸二甲酯进料浓度、加氢反应器入口温度、草酸二甲酯中水含量、加氢压力、草酸二甲酯中碳酸二甲酯含量、加氢催化剂床层压差等对草酸二甲酯加氢催化剂运行性能及乙二醇产品品质的影响，提出提高原料氢气及循环氢气的纯度、控制好氢酯比、选择合适的加氢反应器汽包温度和进料温度、严格控制进料浓度/水含量、降低草酸二甲酯进料中杂质含量等操作优化措施，以提升催化剂的运行性能、有效延长催化剂的使用寿命。     

CO气相偶联合成草酸二甲酯Pd/α-Al_2O_3催化剂失活与再利用

作为合成气制乙二醇关键步骤之一,CO与亚硝酸甲酯合成草酸二甲酯备受关注。综述了近年来CO气相偶联合成草酸二甲酯Pd/α-Al_2O_3催化剂失活与再利用研究进展,探讨催化剂再利用工艺存在的问题,指出应根据在工业应用中出现的问题对Pd/α-Al_2O_3催化剂进行失活研究,在此基础上开发针对性的再生工艺;钯催化剂回收方面萃取法和吸附法逐渐成为研究重点,高效、低耗、短流程绿色工艺的开发是失活钯催化剂再利用的发展方向。     

铈对铜硅催化剂催化草酸二甲酯加氢反应性能的影响

采用沉淀凝胶法制备了一系列不同Ce含量的Ce-Cu-SiO2催化剂,利用N2物理吸附(BET)、X射线衍射(XRD)、N2O吸附、氢气程序升温还原(H2-TPR)和氢气程序升温脱附(H2-TPD)等方法对催化剂进行表征,并在连续流动固定床反应器中考察了催化剂催化草酸二甲酯加氢制取乙二醇的反应性能。实验结果表明,引入适量的Ce能够改善Cu-SiO2催化剂的还原性能,增加Cu0表面积,减小Cu晶粒尺寸,增加催化剂的氢吸附能力。添加适量的Ce可提高催化剂对草酸二甲酯加氢制取乙二醇的选择性和稳定性。在195℃、3 MPa和质量空速(WHSV)0.07 h-1反应条件下,0.06Ce-Cu-SiO2催化剂上草酸二甲酯转化率可达99.4%,乙二醇选择性可达99.1%,且具有良好的稳定性。     

草酸酯催化加氢制乙二醇研究进展

合成气经草酸酯催化加氢法是制备乙二醇工艺中最具有竞争力的新工艺。它以草酸酯的合成和加氢为核心,实现合成气到乙二醇的生产过程。重点论述了国内在草酸酯加氢制乙二醇催化剂领域的研究进展,以及乙二醇产业的工程化现状。     

工业合成气体的高压羰基化生产草酸二甲酯及其加氢生产乙二醇的生产工艺和设备系统

正本发明涉及工业合成气高压羰基化生产草酸二甲酯及其加氢生产乙二醇的生产工艺和设备系统。该方法包括以下步骤:使用工业气NO,O_2和甲醇作为原料进行酯化反应制备亚硝酸甲酯;然后使用工业CO和亚硝酸甲酯在板式反应器中羰基化反应以生产主要包括草酸二甲酯和碳酸二甲酯的羰基化产品;分离羰基化产物,获得碳酸二甲酯产品;然后在板式反应器中将草酸二甲酯加氢生产乙二醇     

CO与亚硝酸甲酯催化偶联合成草酸二甲酯的本征动力学研究

在微型管式反应器中,采用高效的Pd/Al2O3催化剂,在388～418 K的温度范围,1∶1～3∶1的CO与MN比,50～150 mL/min的原料气流速条件下进行了CO与亚硝酸甲酯催化偶联合成草酸二甲酯的本征动力学实验;通过对反应机理的推导,动力学模型的筛选及优化,得出CO偶联合成草酸二甲酯的本征动力学模型。结果表明:CO与亚硝酸甲酯催化偶联合成草酸二甲酯是以表面羰化反应为控制步骤。     

草酸二甲酯气相法加氢制乙二醇催化剂研究进展

乙二醇是重要的化工原料,广泛应用于阻冻剂、燃料电池和聚酯工业等领域。传统制备乙二醇路线有基于石油路线的环氧乙烷水合法以及基于煤和天然气路线的C₁合成法。C₁路线合成乙二醇是CO氧化偶联生成草酸二甲酯,草酸二甲酯再催化加氢合成乙二醇。设计和制备高效草酸二甲酯加氢催化剂是实现煤制乙二醇工业化关键。草酸二甲酯加氢催化剂主要有Ru基均相催化剂和Cu基非均相催化剂,其中,无Cr的Cu基催化剂(Cu/SiO₂) 是研究重点。影响Cu/SiO₂ 催化性能的主要有载体、制备方法和助剂。载体类型不仅影响活性物种与载体之间的相互作用,而且影响活性物种分散度,具有高表面积和有序介孔结构的载体能够提高Cu物种分散度,从而显著提高催化剂活性。制备Cu/SiO₂催化剂的方法有蒸氨法、浸渍法、沉积沉淀法、离子交换法和溶胶-凝胶法等。蒸氨法制备的Cu/SiO₂形成铜氨络合离子,使Cu物种得到很好分散,还原后催化剂表面Cu+含量较高。Mo、Co、Ni和B等助剂的添加可以调变Cu物种的价态和分散度,提高催化剂性能。添加助剂时,要综合考虑助剂的引入对催化剂酸碱性质、活性物种分散度和载体孔径结构等的影响。研究认为,草酸二甲酯加氢机理是Cu⁰与Cu⁺的协同作用,Cu⁰是催化剂上的活性位点,活化H₂;Cu⁺起亲电子的L酸作用,激化CO键提高草酸二甲酯中酯基的反应。催化剂失活的主要原因是产物乙醇酸甲酯在催化剂表面较难脱附以及反应过程中催化剂烧结。Cu/SiO₂催化剂存在热稳定性差等缺陷,制备高稳定Cu基催化剂是今后发展方向。     

CO与亚硝酸甲酯偶联合成草酸酯钯催化剂失活原因探讨

贵金属Pd作为催化剂活性组分广泛用于精细化工、环保、炼油催化剂等领域,如不饱和有机物加氢、机动车尾气净化、烟气脱销、催化重整等。CO与亚硝酸甲酯(MN)偶联合成草酸酯催化剂(Pd/α-Al_2O_3)虽已应用,但失活研究较少,主要是天津大学进行了该催化剂的失活研究。文章参考其它贵金属Pd催化剂失活原因,对草酸酯合成催化剂(Pd/α-Al_2O_3)可能的失活原因进行探讨。     

草酸酯加氢铜基催化剂关键技术与理论研究进展

合成气经草酸酯加氢制乙二醇工艺是非石油路线合成大宗化学品的新兴路线。在我国贫油、少气、煤炭相对丰富的能源结构条件下,该工艺路线的研究具有重要的现实意义和战略意义。本文着重介绍了草酸酯加氢制乙二醇铜基催化剂的研究进展。系统讨论了催化剂载体、助剂对活性和选择性的影响规律,以及催化剂的结构与价态的形成机制及其对催化性能的影响,并对草酸酯加氢制乙二醇催化剂中的内扩散问题以及催化剂成型进行综述和分析。此外,还对该草酸酯加氢反应放大和工程化进展进行了简单介绍。提出具有较高加氢活性与机械强度的新型催化剂研究是草酸酯加氢催化剂研究的重要课题,而异型催化剂的研究则有可能解决催化剂床层阻力大这一工程化难题。此外也提出制备高温稳定的铜基催化剂是今后的重要研究方向。     

草酸二甲酯气相选择性加氢铜基催化剂研究进展

乙二醇是重要的化工原料,广泛应用于各种行业。煤经草酸二甲酯加氢制乙二醇符合我国"富煤少油"能源特点,具有良好的发展前景。对于草酸二甲酯气相选择性加氢合成乙二醇反应中催化剂的开发是实现该路线工业化的关键。重点介绍Cu基催化剂非均相气相加氢的研究进展,包括Cu基催化剂的活性中心、载体以及助剂,展望草酸二甲酯加氢Cu基催化剂的研究方向。     

草酸酯加氢铜基催化剂的关键技术和理论研究进展

使用CO催化耦联合合成草酸酯合成乙二醇已经成为研究中的热点,这一生产方式具有条件温和、原料丰富、成本低廉、原子利用率高、产品纯度高的特征,在这一技术中,核心技术就是草酸酯加氢催化剂,本文主要探讨草酸酯加氢铜基催化荆的关键技术和理论研究进展。     

煤制乙二醇关键技术:Cu/SiO2催化剂的构效关系及活性位

鉴于我国"富煤缺油少气"的资源结构特点,煤制乙二醇作为现代煤化工五大示范工程之一,已于2009年列入国家石化产业振兴规划中。因此研究以煤为原料经合成气中CO氧化偶联合成草酸酯随后再加氢制乙二醇的工艺具有重要的研究价值及应用前景。基于本工艺的关键步骤草酸酯加氢反应中面临的铜基催化剂构效关系和活性位不明确等问题,本文对铜催化剂中铜物种的结构和价态形成的关系,及草酸二甲酯加氢的活性位等科学问题进行了研究。通过对蒸氨水热法制备Cu/SiO2催化剂的过程进行系统表征,发现制备过程中形成的铜氨络合离子能与混合液中的氧化硅表面的羟基以及带负电的氧原子分别发生脱水反应或静电吸附,能够有效的均匀负载铜物种在载体表面,从而增强载体与金属的相互作用。焙烧后的催化剂结构中主要存在层状硅酸铜和高分散的纳米CuO两种铜物种,在一定条件下还原4h后,在其表面分别形成Cu+和Cu0物种。通过改变Cu/SiO2催化剂的铜负载量的方式进一步调控结构中的层状硅酸铜和纳米CuO的相对含量,可调控还原后表面的Cu0和Cu+的相对量,从而获得了催化剂结构与加氢反应性能的构效关系规律。通过定量表面的Cu0和Cu+,并将其与目标产物的转化频率关联,得出Cu0在加氢反应中作为主要的活性位,而Cu+物种主要促进乙醇酸甲酯等中间产物的转化。同时关联Cu0/(Cu++Cu0)与反应速率发现草酸二甲酯加氢反应存在适宜的Cu0与Cu+比例,两者显示出协同作用。     

草酸二甲酯加氢合成乙二醇Cu/SiO_2催化剂的稳定性试验研究

合成气经草酸二甲酯加氢制乙二醇技术在工业应用过程中存在一些技术难题,其中草酸二甲酯加氢制乙二醇催化剂的稳定性是制约该技术发展的瓶颈。以Cu/SiO_2草酸二甲酯加氢催化剂A为研究对象,通过2 600 h的稳定性实验研究,考察反应温度对草酸二甲酯转化率、乙二醇选择性以及产物中乙醇酸甲酯含量的影响,为合成气经草酸二甲酯制乙二醇技术的工业应用优化提供重要的技术支持。结果表明,当反应压力2.8 MPa、空速(0.3~0.5)h-1、氢酯物质的量比120~140和反应温度216℃时,草酸二甲酯转化率近100%,乙二醇选择性大于95.0%,产物中乙醇酸甲酯质量分数小于0.5%,Cu/SiO_2催化剂A稳定性较好。     

草酸酯加氢合成乙二醇专利技术研究进展

从催化剂、合成工艺以及设备等方面概述了近年来我国草酸酯加氢合成乙二醇专利技术研究进展,指出了其今后的发展方向。     

热稳定性增强的铈改性Cu/SiO_2催化剂及在草酸酯加氢制乙二醇反应中的应用

采用蒸氨法制备了一系列铈改性的Cu/Si O2催化剂,并对该催化剂在草酸二甲酯(DMO)加氢制乙二醇反应中的催化活性及热稳定性进行了考察。研究发现铈的加入对于催化剂表面铜物种的分布有显著的影响,而Cu+的含量是影响加氢活性的主要因素,铈通过影响催化剂中Cu+的含量而影响催化剂的反应活性。此外,催化剂表征结果表明铈可以提高铜物种与载体间的相互作用,同时4价铈的氧化性阻碍了Cu+的进一步还原,从而使得催化剂表面大部分的Cu+在热冲击以及还原后得以保留。因此,相比于铜硅催化剂,铈改性催化剂(Cu-1.0Ce/Si O2)在草酸酯加氢制乙二醇反应中表现出较强的热稳定性。     

前驱液浓度对制备的草酸二甲酯加氢催化剂性能的影响

采用尿素均匀沉淀法制备了草酸二甲酯加氧合成乙二醇的Cu/SiO2催化剂,并考察了催化剂制备时前驱液中铜离子浓度、尿素浓度以及铜负载量等因素对催化剂活性的影响.采用比表面孔隙度及化学吸附分析(BET)、X 射线衍射(XRD)等对催化剂的结构进行了表征.实验结果表明,所制备的催化剂对草酸二甲酯加氢合成乙二醇反应均有较高的反...     

草酸酯法由合成气制备乙二醇技术研究进展

介绍了以合成气作为原料由草酸酯法合成乙二醇路线的国内外技术研究概况,分别对草酸酯合成和加氢反应两个部分的催化剂研究和工艺应用状况进行了阐述,并指出了草酸酯合成法工业化应用的潜力。