循环流化床中丙烷-异丁烷混合脱氢催化剂的性能

在中试循环流化床装置上,采用自主研发的PBD型低碳烷烃脱氢催化剂,对丙烷/异丁烷混合烷烃进行催化脱氢实验,考察了反应温度、气态空速、原料配比等工艺条件对脱氢过程的影响。实验结果表明,PBD型催化剂对丙烷/异丁烷混合烷烃脱氢反应表现出较高的催化活性。随反应温度的升高,混合烷烃的转化率增加,混合烯烃(丙烯+异丁烯)的选择性逐渐下降,收率逐渐增加。随气态空速的增大,混合烷烃的转化率下降,混合烯烃(丙烯+异丁烯)的选择性增加,而收率逐渐减小。其中,在反应温度600℃、气态空速1 700 h~(-1)、丙烷含量20%(w)、异丁烷含量在80%(w)的条件下,总烷烃转化率达48%以上,总烯烃选择性约90%。     

钨铈复合氧化物催化剂氧化丙烷脱氢制丙烯的研究

采用周期操作的丙烷氧化脱氢制丙烯固定床反应装置,使丙烷的氧化和催化剂的氧化在不同的时间进行,利用WxCeOy催化剂体相的晶格氧氧化丙烷,减少深度氧化,提高反应的选择性。考察了W与Ce摩尔比及活性组分负载量对催化剂催化性能的影响,以及丙烷氧化脱氢的反应条件。在反应温度390℃、空速180h-1时,丙烷转化率为6.5%,丙烯选择性为86.5%,表明WxCeOy催化剂对丙烷氧化脱氢制丙烯有较好的低温催化性能。     

原料气中乙烷含量对Cr/MSU-1催化剂上CO_2氧化丙烷脱氢反应的影响

研究了原料气中乙烷含量对Cr/MSU-1催化剂上CO_2氧化丙烷脱氢反应的影响,并考察了反应温度和空速的影响。保持总烷烃与CO_2的体积比为1:3,当原料气总空速及烷烃总量恒定时,提高乙烷的含量对丙烷转化率影响不大,但烯烃选择性先升高后降低;当原料气总空速及丙烷含量恒定时,加入乙烷降低了丙烷转化率,提高了丙烯的选择性及收率;随反应温度的升高,丙烷及总烷烃的转化率增大,丙烯及总烯烃的选择性减小,其变化规律与单一丙烷的脱氢过程一致;提高空速丙烷的转化率降低,烯烃的选择性增加。在最佳反应条件即反应温度650℃、丙烷与乙烷的体积比3:2、空速8 400 mL/(h·g)下,总烷烃转化率为50.0%,总烯烃选择性为92.2%,丙烯选择性为83.1%。     

Pt-Sn双金属丙烷脱氢催化剂制备工艺及反应条件的优化

考察了制备工艺对Pt-Sn双金属丙烷脱氢催化剂性能的影响,并对采用该催化剂进行丙烷脱氢制丙烯反应的工艺条件进行了优化。结果表明:采用分步浸渍法制备催化剂,其性能优于共浸渍法的;先浸渍Sn后浸渍Pt制得的催化剂性能优于先浸渍Pt后浸渍Sn的;Pt,Sn负载量（质量分数）分别为0.20%,0.50%时制得的Sn（0.5）-Pt（0.2）/Al2O3催化剂反应性能最佳。以其为催化剂进行丙烷脱氢反应时,最佳反应条件为:温度640 ℃,体积空速3 000 h-1,氢气与丙烷体积比0.50。     

GS-08乙苯脱氢催化剂的性能及其活性衰退原因的考察

考察了乙苯脱氢生成苯乙烯的反应条件，如：反应温度、系统压力、水。油质量比、乙本空速行动地CS－08催化剂性能的影响，发现提高反应温度和水／油质量比或降低反应压力和空速对脱氢反应有利。反应后催化剂钾含量及其分布、表面碳碍的分析结果表明，GS－08催化剂活性的衰退主要是由于钾的迁移和表面积炭所致，其中积炭引起的部分失活可以通过含氢气的水蒸汽再生得到恢复。     

CFD在丙烷脱氢流化床反应器中的应用

为某中试循环流化床装置中的丙烷脱氢反应器建立了三维多尺度CFD流动-传热-反应耦合模型,并采用该模型对丙烷脱氢反应器的操作工况进行了参数优化研究。所建立的三维多尺度CFD模型能够较准确地刻画丙烷脱氢在整个流化床反应器内的反应历程。通过参数优化研究获得丙烷脱氢反应器的最佳操作条件为：反应温度600 ℃,体积空速2 350 h-1,催化剂装量0.8 kg,催化剂平均粒径70 μm,在此操作工况下,丙烷转化率为43%,丙烯选择性为85%,丙烯收率达37%。所建立的CFD模型能够用于丙烷脱氢流化床反应器的模拟、设计、放大与优化等过程。     

丁烷脱氢催化剂L-78反应工艺条件的优化

采用浸渍法制备出Pt-Sn分子筛脱氢催化剂L-78,在固定床反应器上,以烯烃抽提后的混合丁烷为原料,考察了反应温度、原料体积空速、氢烃体积比等工艺条件对该催化剂脱氢性能的影响,并在优选的工艺条件下,考察了催化剂的单程使用寿命.结果表明,在反应温度为540℃,原料体积空速为2.8h-1,氢烃体积比为3.0的优化工艺条件下,脱氢反应进行约40 h时,正丁烷转化率、异丁烷转化率均降至约30％,反应进行55 h时,丁烯选择性小于90％.     

丙烷脱氢Cr系催化剂的研究进展

综述了Cr系催化剂在丙烷催化脱氢和氧化脱氢反应中的应用研究进展情况,介绍了在这两种脱氢反应中,Cr系催化剂的活性中心、脱氢反应机理以及催化性能影响因素,分析了催化剂的失活原因,探讨了催化剂再生的影响,并对Cr系催化剂的发展前景和方向进行了展望。开发新型低铬含量、高选择性和抗积炭的催化剂是Cr系催化剂当前的研究重点,提高丙烷氧化脱氢反应中丙烷的转化率和丙烯收率是今后的主要研究方向。     

CrO_x/Al_2O_3丙烷脱氢催化剂性能研究

采用浸渍法制备了一系列CrO_x/γ-Al_2O_3催化剂样品,使用BET、XRD、XRF、XPS、SEM、NH3-TPD、UV-Vis、FT-IR等技术对催化剂进行了表征,在固定床反应器上考察了Cr_2O_3负载量及反应条件对催化剂的丙烷脱氢反应性能的影响。结果表明,活性组分在催化剂中主要以Cr_2O_3形式存在,为获得最好的催化脱氢性能,催化剂中Cr_2O_3最佳质量分数为18%~20%,最佳反应温度为590~610℃、丙烷体积空速为750~1000h-1。通过活性位分析,表明催化脱氢反应主活性位是硬Cr~(6+)和Cr~(3+)。硬Cr~(6+)的活性比Cr~(3+)高,然而随反应进行硬Cr~(6+)也会被还原,这导致催化活性逐渐降低。     

工艺条件对Pt-Sn-K/Al2O3催化剂丙烷脱氢性能的影响

 对丙烷脱氢反应进行了热力学分析,计算了不同温度下的标准平衡常数和不同条件下的平衡转化率,并通过实验研究了不同工艺条件对Pt-Sn-K/Al2O3催化剂活性的影响。结果表明：高温和低压有利于反应的进行,但温度过高会导致裂解等副反应增多,使丙烯选择性下降,压力过低会造成脱氢反应产生的积炭前身物增多,催化剂失活速率加快;低空速下物料在反应器中停留时间较长,高温裂解反应增多,导致丙烯选择性下降;提高氢烃比能够降低催化剂的积炭速率,但同时也会降低丙烷的转化率。     

丙烷氧化脱氢制丙烯的催化剂研究

在丙烷氧化脱氢制丙烯的钒-铁系催化剂中加入少量的稀土元素氧化物之后,改善了催化剂的性能,当Nd_2O_3的含最小于1.5％(w)时,催化活性随着Nd_2O_3含量的增加面提高。同时,考察了空速对催化剂性能的影响,当其它反应条件被合理地确定时,可以预测到一个使催化剂稳定性最高的空速。     

XNY-04催化剂上聚乙烯尾气催化脱氢的实验研究

聚乙烯尾气回收工艺回收的氮气中含有少量的氢气,其不仅影响聚乙烯产品质量,还增加循环使用的安全隐患。采用微型管式催化剂评价装置,考察了反应条件(温度、空速、压力以及乙烷存在)对XNY-04型脱氢催化剂活性的影响。研究结果表明,当反应温度70～200℃、空速2000～3000h^-1、反应压力0.5～1.4MPa时,催化脱氢后的气体中氢的体积分数不大于0.1%,催化剂表现出优良的脱氢性能。     

FPDH-2低铂脱氢催化剂稳定性及再生性能研究

采用小型脱氢装置和微反装置对抚顺石油化工研究院(FRIPP)开发的第二代低碳烷烃脱氢催化剂FPDH-2进行了稳定性和再生性能的考察,采用X射线衍射、场发射透射电镜和NH3程序升温脱附对催化剂进行了表征。结果表明,FPDH-2催化剂拥有较第一代催化剂FPDH-1更低的Pt含量和更高的Pt分散度。在625℃、0.25MPa、空速1000h~(-1)和氢烃比(物质的量比)1:1的条件下,FPDH-2催化剂的丙烷转化率为22%~26%,丙烯选择性为80%~81%;在590℃、0.1MPa、空速1500h-1和氢烃比1:1的条件下,其异丁烷脱氢转化率为38%~45%,异丁烯选择性为91%~95%。催化剂长运转稳定性和重复再生性能良好。     

水蒸气对CO2氧化丁烯脱氢制丁二烯工艺的影响

对CO₂氧化丁烯脱氢制备丁二烯的反应体系中引入水蒸气的工艺进行了热力学计算,分析了水蒸气对催化剂选择性及稳定性的影响,并以FeVCrO_x/γ-Al₂O₃为催化剂,考察了反应温度、反应质量空速对催化剂性能的影响。结果表明：向反应体系中引入水蒸气后,丁烯转化率和丁二烯收率会有所下降,但是,引入适量水蒸气可以提高催化剂的选择性;在水蒸气流量为0.028 8 mL/min,反应温度为600℃,反应质量空速为9 h^-1的最优反应条件下,催化剂的选择性及稳定性均有所提高。     

环己醇脱氢新型催化剂的研究

研制了新型环己醇脱氢制环己酮催化剂 ,系统考察了催化剂组份和制备条件对催化性能的影响。筛选出了高性能催化剂 ,并考察了催化剂预处理条件、反应温度、空速等对环己醇转化率和环己酮选择性的影响。在模拟工业生产条件下 ,进行了 15 0 0h稳定性考察。在此基础上 ,制备了工业剂型催化剂 ,并进行了基本物性和催化活性测定     

纳米薄片PtSnNa/MFI催化剂的制备及其丙烷脱氢性能研究

采用水热合成法和浸渍法制备了不同硅铝比的纳米薄片负载型PtSnNa/MFI系列分子筛催化剂,并考察了纳米薄片催化剂的丙烷脱氢性能。采用XRD、SEM、TEM、~(27)Al MAS NMR、N_2吸附-脱附、FTIR等方法对催化剂的形貌、孔结构及物性参数等进行了表征。表征结果显示,催化剂具有纳米薄片交叉构成的球形形貌和介孔结构,纳米薄片的厚度为20～40nm,催化剂中的Pt分散于纳米薄片分子筛表面。实验结果表明,硅铝比为100和500的MFI分子筛制备的PtSnNa/MFI-100和PtSnNa/MFI-500催化剂在丙烷脱氢反应中都表现出较好的催化性能,在反应温度为600℃、丙烷的重时空速为3 h~(-1)、常压的条件下反应40 h时,丙烷转化率约为40%,丙烯选择性约为94%。     

丙烷脱氢催化反应中转化率与温度、压力及空速的关系式

制备了Pt/Sn/HZSM-5催化剂,进行了床层温度、系统压力以及进料空速对丙烷脱氢制反应转化率的影响试验,还针对该反应建立了丙烷转化率对床层温度、系统压力以及进料空速等相对变量的关系式,并根据实验数据优化部分参数,以最终得到的转化率关系式对实验数据进一步拟合,拟合结果十分理想,平均偏差仅为2.61%,表明该转化率关系式拟合精度高,适用性强。     

丙烷脱氢规整反应器的模拟研究

采用单孔道模型模拟规整反应器,建立数学模型,利用COMSOL Multiphysics软件对丙烷脱氢制丙烯反应进行了模拟,并与散堆固定床进行了对比,同时考察了规整反应器中工艺条件与催化剂结构对丙烷脱氢反应的影响。模拟结果表明,与传统散堆固定床相比,规整反应器的丙烷初始转化速率更大、转化率更高、丙烯选择性更高、反应器压降更小,最大丙烯收率为0.407 7,反应器压降仅为344 Pa,但失活速率较颗粒催化剂快。采用规整反应器,升高温度有利于丙烷转化率增大。低转化率时,反应温度越高,丙烯选择性越低。压力越大,丙烷转化率越低。相同转化率下,压力越大,丙烯选择性也越低。适宜的催化剂孔壁厚度为0.2 mm。催化剂孔密度对丙烷脱氢反应基本没影响。     

丙烷部分氧化制取丙烯醛Ⅱ.反应工艺条件和反应器结构与材质的影响

研究了反应工艺条件和反应器结构与材质在Ａｇ－Ｂｉ－Ｖ－Ｍｏ－Ｏ催化剂体系下对丙烷部分氧化制取丙烯醛反应的影响，确定较合适的反应工艺条件为：温度４９０℃，空速３０００毫升／（克催化剂小时），Ｃ３Ｈ８／Ｏ２＝０．７—０．８，Ｎ２含量为１０％—１５％。且研究表明反应器的结构与材质对催化剂的反应性能影响很大，反应器床层上端应有一定的自由空间，玻璃反应器比铁反应器能获得较高的丙烷转化率和丙烯醛收率。根据反应温度和反应器结构对丙烷氧化反应的影响，我们认为丙烷氧化制丙烯醛由丙烷均相脱氢至丙烯及丙烯进一步催化氧化生成丙烯醛两步组成     

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。