MTO积炭催化剂在O2/CO2气氛中的再生动力学

为了开发一种既能满足甲醇/二甲醚制烯烃(DMTO)积炭催化剂再生要求,又可以富集再生尾气中CO_2技术,在热重分析仪上采用等温和非等温方法对工业流化床反应器中积炭催化剂进行O_2/CO_2气氛中的再生动力学研究。结果表明,积炭DMTO催化剂O_2/CO_2气氛中再生反应速率对催化剂积炭含量表现为一级反应。两种方法下得到的空气再生活化能有所不同,等温方法得到再生活化能约为70 kJ/mol,而非等温方法得到再生活化能约为80 kJ/mol。所得动力学对于O_2/CO_2气氛下燃烧再生器的设计和操作优化有重要的意义。     

甲醇制烯烃催化剂积炭的形成机理

采用二氯甲烷超声波萃取,提取甲醇制烯烃(MTO)待生催化剂和不完全再生催化剂外表面可溶性积炭,采用氢氟酸溶解及碳酸钠溶液中和后再用二氯甲烷超声波萃取,提取待生催化剂和不完全再生催化剂孔道内可溶性积炭,结合气相色谱-质谱(GC-MS)分析了其组成,并对MTO催化剂积炭形成的机理和再生烧炭的机理进行了分析探讨。结果表明:MTO待生催化剂外表面可溶性积炭主要是饱和烃和芳烃,其中饱和烃以C23~C31的正构烷烃为主,芳烃以一环和二环芳烃为主;孔道内可溶性积炭均为芳烃,以三环和四环芳烃为主,从质谱峰强度计算约占总量的80%,菲和芘约占总量的50%。MTO不完全再生催化剂外表面可溶性积炭主要是沸点较高的C23~C31正构烷烃;孔道内可溶性积炭主要是几个高含量组分如芘和菲等的残留。在催化剂外表面的饱和烃可能是由小分子烯烃类化合物经过一系列聚合而成,而催化剂外表面的一环和二环芳烃应该是从分子筛孔道内形成并溢出,在分子筛孔道口吸附。分子筛催化剂孔道内的多环芳烃,是由小分子烃类化合物经过一系列低聚、氢转移、环化和脱氢等反应生成。     

改性BaFe2O4载氧体生物质化学链气化特性

以溶胶凝胶法制备了BaFe₂O₄载氧体以及Ni、Ce、K修饰的BaFe₂O₄载氧体,筛选出最佳载氧体为10%(质量)K修饰的BaFe₂O₄载氧体(10K-BF),探究了不同反应条件对其性能的影响,通过H₂-TPR、XRD、SEM、BET对载氧体表征。实验结果表明,Ni、Ce、K的添加均提高了载氧体的合成气产率,10K-BF载氧体在水蒸气与生物质质量比(S/B)等于3,过氧系数α=0.20,反应温度800℃时,气化效果最好,合成气产率1.864 m³/(kg Biomass),氢气产率1.038 m³/(kg Biomass),碳转化率90.49%,积炭率1.33%,10次循环后仍有较高的气体产率及碳转化率。H₂-TPR表明10K-BF载氧体在300℃开始释氧,在生物质热解的初始阶段即可参与反应,有利于焦油的裂解;XRD表明10K-BF载氧体再生后可以恢复部分尖晶石结构。     

甲醇制丙烯反应中ZSM-5分子筛催化剂积炭失活介尺度机制研究

甲醇制丙烯（MTP）是当前煤化工领域亟需发展的关键催化技术,积炭被认为是导致催化剂失活的重要原因之一。以积炭分子筛为研究对象,通过IGA、FTIR及TG等多种表征手段,考察甲醇的吸附行为、分子筛表面酸性、积炭成分与MTP反应中甲醇反应活性之间的构效关系。研究结果表明,甲醇的吸附量随催化剂的失活而降低,其下降速率与甲醇转化率成正比。催化剂上滞留的碳物种的主要成分为轻烃、BTX芳烃、活性结焦和积炭,而其中积炭是引起分子筛失活的主要原因。完全失活的催化剂与新鲜催化剂相比仍保留一定的甲醇吸附能力,推测积炭主要存在于酸活性中心周围。积炭首先覆盖的是B酸中心的羟基和桥式羟基,随后是非骨架Al—OH;而催化剂的甲醇转化率与分子筛中可接触的B酸和L酸数量成正比。另外,基于催化剂的失活速率与转化率存在的正比关系,结合反应动力学,推导出了失活曲线的数学表达式,理论上解释了MTP反应过程中的积炭失活介尺度机制。     

气氛效应对铁锰基吸附剂中高温煤气脱硫性能的影响

考察了H2、CO、CO2和H2O等单独或同时存在下,气氛对铁锰基吸附剂硫化性能的影响。结果表明:吸附剂中的Mn2O3、Fe2O3较易被H2或CO还原为与H2S反应能力较佳的Mn3O4、Fe3O4,由于H2与吸附剂中的晶格氧结合,从而改变金属氧化物的价态,并改善吸附剂的孔隙率,有利于中高温煤气中H2S的脱除;但H2与CO同时存在时,因还原性的增强和CO歧化反应产生积炭,又会严重破坏吸附剂的结构。CO2与H2S在吸附剂表面上发生竞争吸附,不利于吸附剂上硫化反应的进行;但CO2能够改善CO歧化反应生成积炭和碳化铁破坏吸附剂结构稳定性的行为。H2O是硫化反应产物之一,对吸附剂的硫化性能具有抑制作用,但其作用可以通过水煤气变换反应减弱。     

膜反应器中甲烷制合成气Ni-Ru/ZrO2催化剂积炭的研究

在膜反应器中,用Ni-Ru/ZrO_2催化甲烷部分氧化制合成气,并通过对反应平衡常数分析催化剂积炭反应机理,得出高温下催化剂积炭主要为CH_4分解积炭所致。分析了不同反应温度下催化剂的热重曲线、SEM和比表面积。TG表明,不同反应温度下催化剂都有积炭现象,且温度越高积炭现象越严重。SEM观察得出,温度为850～875℃时,积炭形状是丝状炭,900℃时积炭的形状是包容炭,丝状炭对催化剂的活性影响不大,而包容炭覆盖了催化剂的活性中心致催化剂活性下降。比表面积数据分析得知,900℃时催化剂具有比较大的比表面积,积炭导致反应后催化剂的比表面增大。     

节能型合成氨关键催化剂投产

日前,由中国石油石油化工研究院承担的低水碳比天然气一段转化催化剂项目完成了工业催化剂制备工作。该催化剂各项技术指标达到国内同类产品领先水平,具有良好的活性、抗积炭性和高负荷运转能力,可大大降低合成氨     

金属氧化物对H_3PW_(12)O_(40)/γ-Al_2O_3在甘油制丙烯醛过程中性能的影响

采用分步等体积浸渍法制备了CeO2、La2O3、MgO、ZnO改性的PW/γ-Al2O3催化剂,用FTIR、XRD、BET、TG-DTA和活性评价等表征手段,考察了不同金属氧化物对PW/γ-Al2O3催化剂催化甘油脱水制丙烯醛反应性能的影响。结果表明:氧化物的引入,修饰了催化剂的表面性质,降低了催化剂的表面酸量。CeO2的添加,提高了催化剂的活性,尤其La2O3的添加,明显改善了催化剂的反应稳定性。而不同氧化物抑制积炭能力的强弱为:MgO>ZnO>La2O3>CeO2。     

P/HZSM-5分子筛催化剂催化乙醇制备低碳烯烃的研究

采用(NH4)3PO4溶液浸渍改性HZSM-5分子筛,制备了P/HZSM-5催化剂,并使用微型固定床反应器考察其对乙醇催化脱水制备低碳烯烃的催化性能。结果显示,适当量的P改性得到的P/HZSM-5催化剂能显著提高丙烯和丁烯的选择性,抑制低碳烷烃C1~C4生成。在此基础上考察了反应温度、空速、反应时间对催化剂性能的影响。当催化剂P质量分数为3.0%,反应温度450℃,空速为3.16h-1时,反应得到的丙烯选择性高达30%。并使用TG-DTG热重分析手段对使用过的P/HZSM-5催化剂进行积炭失活表征与分析。     

分子筛催化剂积炭失活行为探讨

反应过程中生成的重质副产物积炭堵塞孔道是造成酸性分子筛催化剂失活的主要因素.影响积炭的因素有催化剂的孔道结构、酸性以及操作条件.对分子筛催化剂积炭失活机理、积炭表征技术、影响因素和抑制措施进行了综述,并介绍了一种积炭分离方法,对分子筛催化剂积炭研究的发展趋势进行了分析.