丁辛醇装置铑膦催化剂失活因素及再生研究

通过对丁辛醇装置铑膦催化剂失活因素探讨,找到引起催化剂失活的关键因素。研究结果表明,失活的铑膦催化剂体系中,双核铑簇化合物和多核铑簇化合物为催化剂的主要组分;采用化学再生方法,可部分恢复铑膦催化剂活性,提高催化剂使用寿命。     

羰基合成反应中催化体系稳定性的研究进展

综述了烯烃羰基合成反应中金属铑催化体系稳定性的研究进展,分别介绍了羰基合成反应催化体系中有机膦配体经过氧化或水解而变质的历程和铑络合物催化剂失活的原理,并重点介绍了目前国内外围绕设计合成稳定的配体和通过添加剂抑制催化剂失活而提出的保持羰基合成反应中催化体系稳定的方案,分析了各种方案的利弊,并对今后的发展方向进行了展望。     

Rh/P催化体系中端辛烯氢甲酰化反应的研究

从铑膦络合物前体、配体和反应条件等 3个方面考察了端辛烯氢甲酰化反应的性质和规律。发现在 5MPa ,140℃ ,以Ph3 PO为配体的实验条件下 ,铑膦络合物前体的催化活性顺序为 :Rh(CO) (PPh3 ) (acac) >[Rh(CH3 COO) 2 ]2 >Rh6(CO) 16。反应温度、压力和膦铑比对端烯烃的氢甲酰化反应有重要影响。反应压力为 8MPa下端辛烯的最佳反应温度为 16 0℃ ;3～ 10MPa内 ,压力对反应起正向影响 ;对于一定催化剂前体和配体组成的催化体系存在在最佳膦铑比。采用端辛烯和端癸烯为底物 ,在Ph2 P(CH2 ) 4PPh2 ,Ph3 P ,(C8H17) 3 PO ,Bu3 PO ,Ph3 PO和Ph3 PS等 6种配体的作用下进行氢甲酰化反应实验 ,发现烯烃与配体之间存在一定的匹配关系。本实验条件下 ,端辛烯最佳适用配体是Ph3 PO ,端癸烯为Bu3 PO。     

由CO—H_2直接合成乙二醇

<正> 在彻底考察了对乙二醇具有活性的催化剂以后,开发的重点集中到了两个新发现的催化剂体系方面。加入相当量松散的三烷基膦,如三异丙基膦,就可显著提高羰基铑催化剂的活性及稳定性。高压红外研究表明,与膦分子配位的单核氢化物—羰基铑络合物起着重要的作用。膦的另一种类型,包括直链的烷基膦和芳基膦,抑制了这一反应。它们容易引起铑转化为惰性膦—羰基金属簇阴离子。加入一定数量的胺会更加促进这一反应。此外,它     

水溶性铑膦络合催化体系1-己烯氢甲酰化反应的研究

研究了水溶性铑膦络合催化剂两相催化1-己烯氢甲酰化反应。其主要优点是产物与催化剂易分离,克服了均相催化体系的主要困难。实验比较了四种催化剂母体[Rh(C_8H_(12))cl]_2、[Rh(C_(10)H_(12))Cl]_2、Rh(acac)(CO)_2和RhCl_3·3H_2O与配体Ph_2P(m-C_6H_4SO_3Na)组成的水溶性铑膦络合催化体系的催化性能;观察了温度、膦配体浓度和H_2/CO分压比对催化性能的影响。通过“原位”红外分析法发现,不同的催化剂母体在氢甲酰化条件下可以生成相同的活性物种,并在水相中存在着相同的络合平衡。     

有机膦配体在氢甲酰化反应中的应用

系统综述了氢甲酰化催化剂的研究进展,介绍了中心原子和配体的改性方法,分析了有机膦配体对中心原子改性的作用原理,总结了用于各种中心原子改性的膦配体的类型以及膦配体的电子和立体效应参数的估算方法。分析了有机膦配体的电子和立体效应对氢甲酰化催化剂的活性、选择性、稳定性、加氢活性以及催化剂的失活和反应动力学的影响。     

新型膦氮铑配合物的1-己烯氢甲酰化

 采用还原胺化法合成了新型膦氮配体铑配合物,并采用FT-IR和NMR (1H, 13C, 31P)进行结构表征。考察了含水量对膦氮配体铑配合物催化己烯-1氢甲酰化反应的影响,以及各种酸处理对催化剂循环使用的效果。结果表明,适量的水可提高膦氮配体铑配合物对己烯-1氢甲酰化反应的催化活性和选择性。反应后的膦氮配体铑配合物催化剂用适当有机酸萃取进入水相与产物分离,然后改变pH值使其从水相再进入新鲜有机溶剂中,实现催化剂在催化高碳烯烃氢甲酰化反应中的循环使用。     

离子液体1-甲基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐中铑-膦络合物催化1-己烯氢甲酰化反应的研究

研究了铑-膦络合物在离子液体中催化烯烃的氢甲酰化反应,结果表明,该催化剂具有良好的活性和化学选择性,催化剂和产物容易分离,并保持了较高活性和选择性.     

混合丁烯羰基合成戊醛

采用间歇式羰基合成实验装置,以混合丁烯和合成气为原料、铑复合物(乙酰丙酮二羰基铑)为催化剂、三齿膦化合物为配体,经羰基合成反应制备戊醛,考察了反应温度、反应压力、催化剂用量(以反应液中的铑含量计)、不同原料组分等对羰基合成反应的影响。实验结果表明,采用铑复合物催化剂和三齿膦配体的催化体系,可使混合丁烯直接经羰基合成反应生成戊醛。在该催化体系中,混合丁烯原料中的不同组分(1-丁烯和顺、反-2-丁烯)具有不同的反应活性,其中反-2-丁烯的反应活性最差,它主导了整个反应速率。在125℃、1.5 MPa、铑含量430μg/g的条件下,混合丁烯转化率为90%,戊醛选择性为83%,产物中正戊醛与2-甲基丁醛的摩尔比为13.5。     

铑基非均相催化剂在烯烃氢甲酰化反应中的应用研究进展

烯烃氢甲酰化反应是工业中合成醛的重要过程,铑基均相催化剂难以回收的缺点会大大增加烯烃氢甲酰化反应的成本。负载固相多相催化剂因其简便的分离循环操作而广受关注,但存在反应活性较差、金属流失量较大和催化剂制备成本较高等问题,开发催化性能和回收性能好的非均相铑基催化剂具有广阔的前景。以无机固体载体固定化催化剂、HRh(CO)(PPh₃)₃封装型多相催化剂、多孔有机配体(POL)材料负载催化剂和单原子金属间纳米催化剂这4类催化剂为主线,综述了用于烯烃氢甲酰化反应中多相负载型铑基催化剂的研究进展。在多相负载型铑基催化剂中,膦配体组成及制备条件、载体种类及性质和铑与其他金属协同作用等均能对其催化烯烃氢甲酰化反应的催化性能产生影响,对上述4类催化剂的优、缺点和发展前景进行了简要分析。在今后的研究中,建议设计给电子能力强、空间位阻大的膦配体,发掘高比表面积、多级孔道结构的无机/有机载体,深入探究金属纳米粒子间的相互作用,进一步提高铑基催化剂在烯烃氢甲酰化中的催化性能和回收性能。     

二甲醚氧化制甲酸甲酯MoSnO催化剂再生性能研究

采用沉淀浸渍法制备了MoO3-SnO2催化剂,在连续流动固定床反应器上对二甲醚氧化制甲酸甲酯的反应性能进行了研究。该催化剂展示了较好的初始活性,甲酸甲酯选择性达到90%以上,二甲醚转化率达到30%以上,并且催化剂失活后经过两次再生均可以恢复到初始活性。采用原位红外对反应过程进行研究,发现甲醛是反应的中间产物。对反应前后的催化剂进行了XRD、XAFS、IR及TG表征。XRD和XAFS结果表明反应后催化剂的MoO3结构遭到了一定的破坏,反应中消耗的晶格氧不易恢复。真空红外表征IR和TG结果表明催化剂表面存在甲酸盐和碳酸盐物种的吸附。结果表明催化剂中MoO3结构的破坏、晶格氧的不易恢复以及吸附物种对催化剂活性位的覆盖是导致催化剂失活的主要原因。     

离子液体中水溶性铑膦配合物催化高碳烯烃氢甲酰化反应

研究了若干水溶性铑膦配合物在离子液体中的高碳烯烃氢甲酰化反应性能.在[BMI]BF4-有机两相体系中,水溶性TPPTS-铑配合物表现出高于其在水-有机两相中的1-己烯氢甲酰化反应活性;而对于具有表面活性功能两亲性膦配体与铑形成的配合物,则表现出低于其在水-有机两相体系中的催化活性.另一方面,在[BMI]BF4-有机两相体系中,无论水溶性还是两亲性配体与铑形成的配合物,均表现出较好的催化活性和产物选择性稳定性;实验结果揭示,离子液体[BMI]BF4不仅具有较弱的表面活性功能,而且可作为"固载"水溶性膦-铑配合物的有效新介质.     

甲醇气相羰基化多金属催化剂的研究 Ⅰ、低铑多金属催化剂

本文研究了多金属催化剂上甲醇气相羰基化反应。在常压下220—340℃、CH_3I存在时,催化剂具有良好的活性。随着铑含量增加,催化剂的活性升高,然而铑的生产效率下降。但是增加其它金属组份含量既增加催化剂的活性又提高了铑的生产效率。温度对甲醇羰基化反应速度的影响在不同催化剂上是不同的,催化剂含铑量越低,温度影响越大。实验结果表明,低铑含量的多金属催化剂的铑生产效率优于国内外已报道的各种催化剂。     

两相体系中长链烯烃氢甲酰化反应研究--膦配体电子效应和空间效应的影响

合成了两种水溶性膦配体三(4-甲氧基-3-磺酸钠苯基)膦(简称4-MOTPPTS)和三(2-甲氧基-3-磺酸钠苯基)膦(简称2-MOTPPTS).在水/有机两相体系中,以RhCl(CO)(TPPTS)2[TPPTSP(m-C6H4SO3Na)3]为催化剂前体,考察了4-MOTPPTS和2-MOTPPTS作为配体时,膦/铑摩尔比、反应温度和压力变化对1-十二烯氢甲酰化反应催化性能的影响.结果表明,甲氧基的存在使催化剂对烯烃氢甲酰化反应的催化活性下降,生成醛的选择性降低.     

正戊烷和甲醇共芳构化反应中Zn/ZSM-5催化剂的失活研究

对正戊烷和甲醇共芳构化反应与单独芳构化反应进行了比较,通过催化剂连续反应及再生的方法对共芳构化反应中导致Zn/ZSM-5催化剂失活的因素进行了系统的探究,并采用X射线衍射(XRD)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)、氮气吸附-脱附等方法对新鲜剂和再生后的催化剂进行了表征。结果表明：共芳构化反应相比于甲醇单独芳构化反应,催化剂失活减慢,共芳构化反应相比于正戊烷单独芳构化反应,可以得到更高的芳烃选择性;共芳构化反应中有甲醇存在时,催化剂除了积炭失活外,还存在分子筛水热脱铝失活,导致再生后的催化剂不能完全恢复原有的活性。     

羰基合成丁辛醇催化剂失活因素分析及对策

对中国石油大庆石化公司羰基合成丁辛醇装置催化剂失活原因进行了分析,并提出相应对策。分析表明,造成催化剂失活的主要原因为永久性毒物、抑制剂[2-乙基己烯醛(EPA)、丙基二苯基膦(PDPP)]和内部退活,使催化剂失活的因素中内部退活占58.90%,抑制剂占27.61%(其中PDPP为15.34%,EPA为12.27%),永久性中毒为13.50%。为了保持羰基合成催化剂活性可采取以下方法:脱除原料中S,Cl,控制抑制剂含量,将反应器初始反应温度由95℃降低到90℃,改变铑补加方法,控制反应器中CO浓度以及控制三苯基膦/铑催化剂(摩尔比)。采用上述方法后,催化剂经3年使用,末期装置的物耗、能耗等各项指标均还能达到设计要求。     

膦配体修饰的Rh/SiO2催化剂及其乙烯氢甲酰化反应性能的研究

采用有机膦配体直接修饰改性Rh/SiO2催化剂和流动固定床反应工艺考察了乙烯的氢甲酰化反应的催化性能.结果表明氢甲酰化活性和丙醛选择性高,且产品分离简单.采用固体31P-MAS NMR,热重以及FTIR表征手段对该催化剂的活性物种的形成过程进行了研究.固体31P-MAS NMR,ICP-AES以及GC-MS的分析结果证明PPh3-Rh/SiO2催化剂失活的主要原因是PPh3的流失和被氧化而非贵金属的流失.通过补充PPh3,PPh3-Rh/SiO2催化剂的活性可以完全恢复.     

长链烯烃氢甲酰化反应催化剂研究进展

介绍了不同含膦配体改性的金属铑催化剂在长链烯烃氢甲酰化反应中的应用，综述了单齿膦配体、双齿膦配体和多齿膦配体的合成方法及其在长链烯烃氢甲酰化反应中的应用研究进展。分析了不同分子结构膦配体的电子效应和空间效应及其对烯烃氢甲酰化反应的影响，介绍了烯烃氢甲酰化反应金属催化剂的制备方法，并对未来长链烯烃氢甲酰化反应的发展方向进行了展望。     

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.     

原料性质对柴油超深度加氢脱硫NiMoW/Al_2O_3催化剂活性稳定性的影响

通过设计不同原料对NiMoW/Al_2O_3催化剂活性稳定性影响的评价方法实验,考察柴油超深度加氢脱硫条件下影响催化剂失活的根本原因,对经历不同原料反应后的催化剂的积炭状况、孔结构特征以及活性相状态进行分析表征。结果表明,加工过更加劣质的原料油后,NiMoW/Al_2O_3催化剂的失活速率加快,催化剂中积炭的数量和缩合程度增加,反应物扩散限制更加严重,活性中心可接近性下降,活性相聚集,活性中心数目减少,本征活性下降。因此积炭生成与活性相结构变化是不同原料导致柴油超深度加氢脱硫NiMoW/Al_2O_3催化剂失活的根本原因。