以Pt-Sn/AC为催化剂催化脱氢制正丁烯的工艺研究

将轻烷烃催化脱氢制备轻烯烃是实现我国碳四资源高效利用的最佳途径。文章以活性炭(AC)作为催化剂载体,通过分步浸渍法制备了Pt-Sn/AC催化剂,主要探讨工艺条件对催化性能的影响。结果表明,正丁烷催化脱氢制正丁烯的最佳工艺条件为：反应压力为0.1MPa,反应温度为580℃,空速为4000h^-1,正丁烷与H2的摩尔比为1∶1。在该条件下,能得到最佳的正丁烷转化率和正丁烯选择性,分别为71.5%和77.5%。     

正丁烯骨架异构催化剂再生性能

采用小型固定床装置评价自制ZSM-35分子筛催化剂正丁烯骨架异构性能,在反应温度380℃、反应压力0.1 MPa和空速6.0 h-1条件下反应350 h,正丁烯转化率和异丁烯收率均大于35%,异丁烯选择性大于95%,副产物收率在反应进行至120 h时接近0,催化剂正丁烯骨架异构性能稳定。通过程序升温氧化表征研究催化剂积炭过程,采用程序升温氧化烧碳法对催化剂进行再生,采用XRD、NH3-TPD和BET等表征新鲜催化剂和三次再生催化剂的物化性能,结果表明,再生催化剂的物化性质几乎无变化,三次再生催化剂异构性能接近新鲜催化剂,催化剂再生性能良好。     

丁烷中硫化物对Pt-Sn催化剂脱氢性能的影响

以三种不同硫含量的混合丁烷为原料,在相同工艺条件下,对丁烷脱氢Pt-Sn催化剂的催化性能进行了比较,结果表明:原料中的硫含量是影响催化剂催化性能及寿命的一个重要因素,硫含量越高,其寿命越短,选择性和转化率下降速率越快。烧焦再生后的催化剂活性无法恢复。     

焙烧条件对正丁烷选择性氧化制顺酐VPO催化剂性能的影响

采用有机相还原法制备正丁烷选择性氧化制顺酐VPO催化剂,考察不同焙烧条件对催化剂性能的影响,在固定床反应器上评价催化剂性能,确定催化剂最佳的焙烧条件。结果表明,在反应气氛460 ℃焙烧2 h条件下,正丁烷转化率和顺酐选择性分别为80.9%和71.2%,顺酐收率最高达到57.6%。     

Cu/TiO2光催化正丁烷脱氢制丁烯

采用硼氢化钠还原法制备了Cu/TiO₂催化剂,考察Cu负载量、反应温度和反应时间对Cu/TiO₂光催化正丁烷脱氢制丁烯的影响。结果表明,室温下氙灯照射60 min, 0.5-Cu/TiO₂光催化正丁烷脱氢制丁烯产量为600.2μmol/(g-cat·h),选择性为95.3%,H₂产量为858.7μmol/(g-cat·h),丁烯产量和选择性随Cu负载量的变化不大。低温有利于光催化正丁烷脱氢,反应温度过高时,丁烯和H₂产量降低,丁烯选择性降低,裂解选择性增大。1-丁烯和2-丁烯相对选择性不随反应时间变化,未发现丁烯间的异构化反应。     

3,3-二甲基-1-丁烯的合成工艺研究

以叔丁醇为原料,优化了其与浓盐酸氯代合成叔丁基氯的反应,采用CaCl₂ 氯化盐助催化体系使反应收率提高到95%,产品质量分数为99%;3,3-二甲基-1-丁烯合成的关键步骤是叔丁基氯与乙烯反应制备3,3-二甲基-1-氯丁烷,探讨了催化剂用量、反应温度对反应收率的影响.反应以无水三氯化铝为催化剂,用量为n(AlCl₃):n[(CH₃)₃CCl]=0.018:1,反应温度为-17~-20 ℃时,产物3,3-二甲基-1-氯丁烷的收率可达80%;最后由3,3-二甲基-1-氯丁烷脱氯化氢制备3,3-二甲基-1-丁烯.考察了不同溶剂对反应收率的影响,以聚乙二醇-400为溶剂,无需加入相转移催化剂,收率可达88.5%,3,3-二甲基-1-丁烯的质量分数为可达95%以上.     

过氧化氢乙苯氧化1-丁烯制备1,2-环氧丁烷的研究

以自制的钛硅分子筛TS-R为催化剂,用质量分数为30%的过氧化氢乙苯/乙苯溶液氧化1–丁烯制备1,2–环氧丁烷。考察了反应压力、反应温度、1–丁烯与过氧化氢乙苯的摩尔比、空速等对过氧化氢乙苯转化率和1,2–环氧丁烷选择性的影响,结果表明:反应压力4.5MPa、反应温度120℃、1–丁烯与过氧化氢乙苯的摩尔比14.0、过氧化氢乙苯空速0.8h~(–1)时,过氧化氢乙苯转化率≥98.8%,1,2–环氧丁烷选择性≥95.1%。     

ZSM-35分子筛催化剂用于正丁烯骨架异构的反应性能及失活再生研究

采用高硅铝比ZSM-35分子筛催化剂,在固定床连续反应器中进行了正丁烯骨架异构化稳定性试验,并采用氧气烧炭再生,利用TPO、BET、NH3-TPD、Py-IR等技术,对新鲜催化剂、不同反应时间后及再生的催化剂进行表征,研究了积炭对催化剂活性的影响。结果表明：正丁烯转化率为45%时,异丁烯选择性为95%,经过390 h的运行,异丁烯的收率仍能达到32%,该催化剂具有良好的稳定性及选择性,且再生性能良好。催化剂上积炭主要在反应初期形成,沉积在微孔内,且优先发生在强酸中心上,主要为难以烧除的类石墨炭。     

ZSM-35分子筛催化正丁烯骨架异构的反应性能及失活再生

采用高硅铝比ZSM-35分子筛催化剂,在固定床连续反应器中进行了正丁烯骨架异构化稳定性实验,并采用氧气烧炭再生,利用TPO、BET、NH3-TPD、Py-IR对新鲜催化剂、不同反应时间后及再生的催化剂进行表征,研究了积炭对催化剂活性的影响。结果表明,正丁烯转化率为45%时,异丁烯选择性为95%,经过390 h的运行,异丁烯的收率仍能达到32%,该催化剂具有良好的稳定性及选择性,且再生性能良好。催化剂上积炭主要在反应初期形成,沉积在微孔内,且优先发生在强酸中心上,主要为难以烧除的类石墨炭。     

正丁烷氧化制顺酐流化床催化剂的性能

考察了前驱体制备过程中磷酸含量对催化剂性能的影响。由较高含量制得的催化剂,其(VO)2P2O7相含量较多,正丁烷转化率较高。随着酸浓度的减小,δ-VOPO4相的含量逐渐增多,正丁烷转化率随之升高;而顺酐选择性开始时升高,达到最大值后逐渐降低。在酸质量分数为95 0%时制备的催化剂最佳,在丁烷体积分数为4 0%、空速为500h-1的反应条件下,顺酐收率可达45 49%。