γ-Al_2O_3催化间甲酚和丙烯烷基化合成百里香酚

采用固定床反应装置,以γ-Al2O3为催化剂,以间甲酚和丙烯为原料合成了3-甲基-6异丙基苯酚,实验考察了催化剂孔径、原料空速、反应温度等对反应性能的影响。确定的最佳反应条件为:以平均孔径为7.48nm的大孔γ-Al2O3为催化剂,反应温度为250℃,间甲酚与丙烯的摩尔比为1∶2,空速为0.87mL/(g·h),在此条件下,间甲酚转化率为78.8%,产物选择性为92.6%,收率为73.0%。     

钾盐对Pt-Sn/γ-Al_2O_3催化异丁烷脱氢性能的影响

采用等体积浸渍法制备Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂,并使用KNO3或KCl对其进行改性制备Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂。采用固定床反应器,在580℃、0.1MPa、氢气/异丁烷体积比2、进料总空速2000h-1(异丁烷空速667h-1)条件下,评价催化剂的异丁烷脱氢催化性能。同时,使用XRD、压汞法、CO2-TPD和O2-TPO对催化剂进行表征。结果表明,KNO3改性的Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化异丁烷脱氢反应的转化率和异丁烯收率均高于KCl改性的Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂,但其异丁烯选择性却略低于后者;随着Pt-Sn-K/γ-Al2O3中K负载量的增加,其催化异丁烷脱氢反应的转化率降低,异丁烯选择性则逐渐增加,异丁烯收率呈现先增加后减小的趋势,合适的K质量分数在0.4%~0.8%范围。Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂中的Pt、Sn和K处于高度分散状态或者含量很少;钾盐的掺入未对催化剂孔体积和平均孔半径产生大的影响;催化剂表面存在弱碱中心和强碱中心,后者对催化异丁烷脱氢反应更有利。     

合成方法对γ-Al_2O_3催化剂乙醇脱水性能的影响

分别采用溶胶-凝胶法和沉淀法合成了γ-Al2O3催化剂,采用X射线衍射、热重分析、N2吸附-脱附、NH3程序升温脱附等方法对制备的γ-Al2O3催化剂进行了表征,考察了它们对乙醇脱水制乙烯反应的催化性能,并分析了γ-Al2O3催化剂表面羟基密度和酸强度对催化性能的影响。研究结果表明,溶胶-凝胶法制得的γ-Al2O3催化剂具有较强的表面酸性,能更有效地催化乙醇脱水制乙烯反应。考察了反应温度、液态空速及乙醇质量分数对乙醇脱水制乙烯反应的影响,在反应温度350℃、液态空速0.6h-1、乙醇质量分数92.4%的条件下,采用溶胶-凝胶法制得的γ-Al2O3催化剂,乙醇转化率和乙烯选择性分别达到99.3%和97.7%。     

由乙醇合成1,3-丁二烯的新型催化剂

针对乙醇和乙醛合成1,3-丁二烯的反应特点,设计并制备了MgO/γ-Al2O3和ZrO2/γ-Al2O3催化剂;采用TG-DTG,XRD,SEM,BET,TPD等方法对催化剂的晶相结构、微观结构和酸碱性质进行了表征;在固定床微型反应装置上对MgO/γ-Al2O3和Zr O2/γ-Al2O3催化剂上乙醇与乙醛合成1,3-丁二烯的反应活性进行了评价。实验结果表明,MgO/γ-Al2O3催化剂催化合成1,3-丁二烯的效果较好,当MgO的负载量为5%(w)时,MgO在γ-Al2O3载体表面分散均匀、比表面积较高、催化剂表面的酸性位和碱性位数量适中;在该催化剂上,当反应条件为350℃、常压、液态空速1.8 h-1、乙醇与乙醛的体积比2.5∶1时,1,3-丁二烯的选择性为36.64%,乙醇和乙醛的转化率分别为50.42%和56.49%。     

硫酸铁-硫酸镍复合系列烯烃叠合催化剂的研究Ⅲ.Fe(2/3)xNi1-xSO4-P2O5/γ-Al2O3对1-丁烯叠合的催化性能

研究了Fe(2/3)xNi1-xSO4-P2O5/γ -Al2O3催化剂对1-丁烯叠合反应的催化性能,考察了催化剂n(F e)/n(Fe+Ni)比、焙烧温度、担载量及载体等对催化性能的影响.结果表明,n(Fe)/n(Fe+Ni)=0.72的Fe0.53Ni0.21SO4复合盐,以P2O5为助剂、中孔γ-Al2O3为载体、用浸渍法担载、担载量为2.36 mmol/g(γ-Al2O3)催化剂的催化活性最高.催化剂的最佳活化条件为450 ℃下N2气流中活化4 h.1-丁烯叠合反应的最佳反应条件为:P=3.0 MPa, t=70～90 ℃,LHSV=1.0～2.0 h-1.在该条件下1-丁烯转化率为85%～95%, 二聚选择性为80%～90%,三聚选择性为11%～26%,四聚以上的选择性为3%～9%.经200 h稳定性实验,1-丁烯转化率保持在90%左右,表明该催化剂不仅具有高活性,还具有良好的稳定性.     

固体酸催化合成ε-己内酯的研究 Ⅰ.催化剂的表征及其催化性能

采用浸渍法和混烧法,以γ-Al2O3或Al-MCM-41为载体分别负载B2O3和WO3活性组分,制备了可用于环己酮催化氧化合成ε-己内酯的固体酸催化剂,通过XRD、N2吸附-脱附、SEM和TEM等技术对催化剂进行了表征,并利用ε-己内酯合成实验评价了催化剂的性能。实验结果表明,混烧法制备的B2O3/γ-Al2O3催化剂对环己酮氧化合成ε-己内酯具有较高的活性。在B2O3/γ-Al2O3催化剂用量为0.8 g,第一步反应中丙酸65.19 g、双氧水25.00 g、48.13 kPa、3 h,第二步反应中环己酮5.40 g、50℃、常压、2 h的条件下,ε-己内酯的选择性和收率分别达95.80%和85.97%。在该催化反应中,催化剂的比表面积、孔径及孔体积等结构参数对催化活性影响不大,而高温焙烧过程中B2O3进入γ-Al2O3晶相后产生的晶格缺陷是该催化剂高活性的关键。     

掺杂La_2O_3或CeO_2的V_2O_5/γ-Al_2O_3和Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂的乙苯脱氢性能

通过掺杂少量的稀土金属氧化物La2O3或CeO2,采用溶胶-凝胶法制备了3%La2O3-17%Fe2O3/γ-Al2O3,3%La2O3-17%V2O5/γ-Al2O3,3%CeO2-17%V2O5/γ-Al2O3催化剂(金属氧化物负载量均为基于载体的质量分数),并用于在CO2气氛下乙苯温和氧化脱氢制苯乙烯的反应。考察了不同催化剂对乙苯和CO2的转化率及苯乙烯选择性的影响。实验结果表明,在常压、600℃、n(CO2)∶n(乙苯)=10∶1、乙苯空速为15mmol/(g.h)、反应时间3h的条件下,3%La2O3-17%V2O5/γ-Al2O3催化剂呈现出良好的乙苯脱氢活性,乙苯转化率和苯乙烯选择性分别为78.0%和98.2%,CO2的初始转化率为5.8%。采用X射线衍射、红外光谱和热重-差热分析表征了反应前后催化剂的体相结构及热失重过程。     

载体织构对Ni-Fe/γ-Al2O3催化剂结构和甲烷化活性的影响

采用等体积浸渍法制备了4种不同γ-Al2O3为载体的负载型Ni-Fe/γ-Al2O3催化剂,通过BET、XRD和H2-TPR等表征手段对载体和催化剂进行了表面微观结构分析,并考察了其低温浆态床催化CO甲烷化反应的活性和稳定性。结果表明,载体γ-Al2O3的表面织构性质对Ni-Fe/γ-Al2O3催化剂活性物质Ni的分布和甲烷化活性影响较大。比表面积和平均孔径分别为192m2/g和5.8nm的γ-Al2O3载体具有较好的低温浆态床CO甲烷化活性,有利于活性组分的分散,且与γ-Al2O3表面作用较强的β-NiO含量较多,还原后活性物质Ni晶粒较小,形成的活性中心数量多,甲烷化活性及稳定性较好,CO的平均转化率和CH4平均选择性分别达到97.0%和89.0%。而以比表面积较大的高硅γ-Al2O3载体制备的催化剂,游离态α-NiO含量较多,还原过程中容易迁移和团聚,形成较大的Ni晶粒,催化剂的活性和稳定性均差,CO的初始转化率为85.5%,反应17h后活性急剧下降。     

焙烧温度对TiO_2/γ-Al_2O_3催化剂气相酯交换合成碳酸甲丙酯性能的影响

在连续流动气固相反应条件下,考察了焙烧温度对TiO2/γ-Al2O3催化剂催化碳酸二甲酯(DMC)和丙醇气相酯交换合成碳酸甲丙酯(MPC)反应的影响,并采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、氨程序升温脱附、X射线光电子能谱等技术对TiO2/γ-Al2O3催化剂进行了表征。实验结果表明,在500℃下焙烧的Ti质量分数为5%的TiO2/γ-Al2O3催化剂对DMC和丙醇气相酯交换合成MPC反应的活性最好,DMC转化率可达54%,MPC选择性为90%。表征结果显示,Ti主要以Ti4+的形式存在于TiO2/γ-Al2O3催化剂表面;随焙烧温度的升高,TiO2/γ-Al2O3催化剂中的一水软铝石逐渐转化为γ-Al2O3,同时,钛酸四丁酯分解,TiO2含量增加,有利于提高TiO2/γ-Al2O3催化剂的活性;TiO2/γ-Al2O3催化剂的酸强度随焙烧温度的升高而减弱。     

碳酸丙烯酯水解催化剂及工艺条件的研究

制备一系列负载型γ-Al2O3催化剂,考察这些催化剂对1,2-丙二醇中的少量碳酸丙烯酯(PC)的催化水解反应活性。实验结果表明,添加碱土金属氧化物的γ-Al2O3催化剂的催化活性比添加酸性氧化物的γ-Al2O3催化剂的催化活性高,其中以MgO质量分数为20%的MgO/γ-Al2O3催化剂的催化活性最高。以MgO/γ-Al2O3为催化剂,碳酸丙烯酯水解的最佳反应条件为:反应温度140℃,原料液态空速2.4h-1,n(水)∶n(PC)=3.0;在此条件下,碳酸丙烯酯可以完全水解,转化率达100%。     

MoP/TiO_2-SiO_2-Al_2O_3催化剂的制备及其加氢脱氮性能研究

采用原位溶胶-凝胶法制备不同TiO_2含量的MoP/TiO_2-SiO_2-Al_2O_3催化剂。在反应温度300～400℃、反应压力3 MPa的条件下,以含喹啉的正十二烷溶液为模型化合物,在连续固定床反应器上,对所制备的催化剂进行加氢脱氮活性评价,考察不同TiO_2含量和助剂对催化剂加氢脱氮性能的影响。结果表明,TiO_2含量对载体比表面积、孔径和孔体积有较大影响,当n(Ti):n(Al):n(Si)为1:4:1时,催化剂的加氢脱氮效果最好;助剂Co的加入对催化剂加氢脱氮活性的促进作用比较明显,助剂Co的质量分数为2%时,制备的催化剂在最佳条件下可全部脱除模型化合物中的喹啉。     

反应条件对Ti改性的Ni-Mo/Al_2O_3和Co-Mo/Al_2O_3催化剂上焦化粗苯低温加氢脱硫的影响

采用浸渍法,制备了焦化粗苯低温加氢用Ti改性Ni-Mo/Al2O3预加氢催化剂和Ti改性Co-Mo/Al2O3主加氢催化剂。采用预-主两段式固定床反应装置,以焦化苯中的噻吩含量为指标,考察了温度T、压力P、空速LHSV以及氢/油体积比等操作条件的影响。实验结果表明:温度T对噻吩的脱除影响最为显著,随反应温度升高产物中噻吩含量呈"先降后升"趋势,应控制在270℃～340℃为宜;在T为270℃～340℃、P为2.1 MPa～2.9MPa、LHSV为0.25 h-1～0.75/h-1及氢/油体积比为600～800的工艺条件下,均可使噻吩质量含量由粗苯中的4332×10-6下降到加氢油中的1×10-6以下,其最小值可达0.35×10-6。     

V_2O_5催化烷基化合成2,3,5-三甲基苯酚的研究

制备并考察了甲醇烷基化法合成2,3,5-三甲基苯酚系列固体酸催化剂,筛选出烷基化反应适宜的催化剂,对催化剂载体进行了扩孔实验,并进行了烷基化反应工艺条件的优化研究。筛选出的催化剂以V2O5为主催化剂,Cr2O3为助催化荆,γ-Al2O3为载体。实验结果表明,载体的孔结构对产物的选择性有明显的影响;最优工艺条件:反应温度350℃、液态空速0.29 h-1、n(3,5-二甲基苯酚)/n(甲醇)/n(水)=1/2/1;原料3,5-二甲基苯酚的转化率达95.89％,目的产物2,3,5-三甲基苯酚的收率为70.92％。     

甲烷部分氧化制合成气反应中Ni基催化剂的研究

在固定床流动反应器中,在反应温度800℃、空速1 0×105h-1、n(CH4)/n(O2)/n(N2)为2/1/1的条件下,测定了质量分数为10%Ni/α-Al2O3、10%Ni/γ-Al2O3催化剂用于甲烷部分氧化制合成气的活性和稳定性。结果表明,一定反应条件下,10%Ni/α-Al2O3催化剂的活性和稳定性均高于10%Ni/γ-Al2O3催化剂。10%Ni/γ-Al2O3催化剂经800℃还原和800℃反应后的比表面积下降以及催化剂在反应过程中的积碳都是导致催化剂稳定性下降的原因。     

4-硝基-N-甲基-邻苯二甲酰亚胺合成新工艺

研究了以甲苯为溶剂 ,苯酐、甲胺、硝酸为原料两步法合成 4 -硝基 -N -甲基 -邻苯二甲酰亚胺的方法。讨论了反应温度、溶剂、原料配比和反应时间等对反应产率的影响。结果表明 ,当苯酐和甲胺的摩尔比为 1 / 1 30 ,回流反应 5h时 ,苯酐转化率达 95% ,N -甲基 -邻苯二甲酰亚胺收率为 94 %。N -甲基 -邻苯二甲酰亚胺硝化工艺为 :N -甲基 -邻苯二甲酰亚胺和混酸 (n(浓硫酸 ) /n(硝酸 ) =3/ 1 )的摩尔比为 1 / 1 1 ,混酸在 2 0～ 30℃、0 5h内加完 ,然后在 55～ 6 0℃反应 4h ,得到 4 -硝基 -N -甲基 -邻苯二甲酰亚胺。产物质量分数为 98% ,收率为 81 %。通过红外光谱对产品结构进行了表征     

CTO-1脱氧催化剂的开发及工业应用

开发了一种用于一氧化碳气源的CTO-1脱氧催化剂,该催化剂采用浸渍法以γ-Al2O3负载过渡金属盐和助剂,经高温焙烧制得。催化剂使用前需活化,使用空速可达4000h-1左右,反应温度可低至40℃,可将φ(O2)为0.002%～2.0%的原料气中的氧脱除至φ(O2)在1×10-6～10×10-6以下。工业应用表明CTO-1脱氧催化剂性能优良。     

直接合成二甲醚的铜-锰催化剂

以Cu -Mn为主要活性组份 ,以锌、铬、钨、钼、铁、钴、镍等为助催化剂 ,采用共浸渍法 ,将铜、锰等直接负载在氧化铝上 ,获得了一种新型的负载型一步合成二甲醚催化剂。该催化剂具有制备工艺简单、强度高、稳定性好、易重复等特点。试验结果显示 :在负载的Cu -Mn催化剂上 ,CO加氢可以生成二甲醚 ,而且当n(Cu) /n(Mn) =1 /2时 ,CO的转化率和二甲醚的收率均佳 ;少量锌的添加有利于提高催化剂的活性和二甲醚的选择性 ;而铁、钴、镍的添加主要使CO发生甲烷化反应。     

用NC-Ⅲ型催化剂合成间苯二腈

研究了氧比、氨比、反应温度、线速度及负荷对氨氧化制间苯二腈的ＮＣ－ Ⅲ催化剂性能的影响。在ｎ（ 间二甲苯）／ ｎ（ 氨）／ ｎ（ 氧） ＝ １／（６ ～８）／８ 、温度４１５ ～４２５ ℃、线速度０－２ ｍ／ｓ、负荷６０ ～９０ ｇ／（Ｌ·ｈ） 条件下,间苯二腈的摩尔收率达７８ ％ 。研究表明,ＮＣ－ Ⅲ催化剂适用于低氨比、高负荷条件下操作,是氨氧化制间苯二腈高性能的催化剂,可适用于间苯二腈生产装置。     

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。     

用于合成邻苯基苯酚的新型覆炭脱氢催化剂

以贵金属Pt为脱氢活性组分 ,钾为助催化剂 ,以覆炭γ -Al2 O3 复合材料 (CCA )为载体 ,制备出合成邻苯基苯酚 (OPP)的脱氢催化剂 ,并对催化剂的活性进行了评价。为提高OPP的选择性 ,选用CS2 对催化剂进行预中毒实验。结果表明 ,Pt/CCA催化剂的脱氢活性与稳定性均优于以γ -Al2 O3 为载体的Pt催化剂。当所用催化剂载体覆炭质量分数为 1 5% ,催化剂中w(Pt) =0 5% ,w (K2 O ) =1 % ,CS2 的用量与催化剂中Pt的质量比为 1 / 1 0 0 ,在 350℃反应时 ,OPP的选择性可以达到 96 % ,收率在 92 %以上