V—P—O催化剂上丙烷氧化制丙烯酸的研究

用Ｖ－Ｐ－Ｏ催化剂，以Ｏ２为氧化剂，进行丙烷部分氧化，主要产物为丙烯酸及乙酸。研究结果表明，钒源对催化剂反应性能的影响很大。在不加助剂时，催化剂的适宜Ｐ／Ｖ原子比为１．１０。在Ｃ３＾０／Ｏ２／Ｈ２Ｏ＝０．７２￣１．０８／３５．３７／６３．７３，反应热点温度 为６９３￣７１３Ｋ，停留时间为１９．１￣２５．４ｓ时，丙烯酸的最佳单程收率为１５％，选择性为３２％，相应的丙烷转化率为４６％，还对催化剂中添加     

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     

甲烷和富氧空气催化氧化制合成气

采用固定床流动反应装置,考察了３种不同氧化气氛下甲烷催化氧化制合成气的反应性能。在空速为５×１０５ｈ－１、ＣＨ４／Ｏ２＝２．０、外控温度为８００℃时,富氧空气（３４．５％Ｏ２＋６５．５％Ｎ２）具有和１００％Ｏ２气氛基本接近的反应性能,而且用空气或富氧空气取代纯氧明显减轻了催化剂床层的“热点”现象。针对富氧空气（３４．５％Ｏ２＋６５．５％Ｎ２）,考察了空速对反应性能的影响。结果表明,空速在３×１０５～８×１０５ｈ－１范围内ＣＨ４转化率＞９０％,ＣＯ选择性＞９０％,Ｈ２选择性接近１００％;合成气中（Ｈ２＋ＣＯ）／Ｎ２比值接近３．０,ＣＯ经水蒸汽变换后得Ｈ２／Ｎ２比值接近３．０,基本满足合成氨的要求     

甲烷氧化合成甲醛反应研究

自制了３．５％的ＭｏＯ３／ＳｉＯ２催化剂，用常压固定床催化反应器进行了工艺研究。得出最佳反应温度为６５０℃，最佳反应时间为０．５～０．７ｓ，最佳ＣＨ４／Ｏ２比为１０～１４，最佳甲烷转化率为１７％，最佳甲醛收率为１２．１％，并提出了生成甲醛的反应途径。在高转化率下，甲醛的选择性降低，在高空时（即停留时间）下，甲烷的转化率增加，随ＣＨ４／Ｏ２比的增加，甲醛收率出现最佳值。     

丙烷部分氧化制取丙烯醛Ⅰ.多组份氧化物催化剂的研究

对丙烷氧化制取丙烯醛的多组份氧化物催化剂进行了制备研究和ＴＰＲ、ＸＲＤ表征。结果表明Ｂｉ－Ｖ－Ｍｏ－Ｏ与Ｂｉ－Ｖ－Ｗ－Ｏ催化剂对丙烷氧化制取丙烯醛具有较高的活性与选择性，Ａｇ＋是优良助剂。添加Ａｇ＋调变的Ａｇ－Ｂｉ－Ｖ－Ｍｏ－Ｏ催化剂在４９０℃、０．００４ＭＰａ、３０００ｍｌ／（ｇｃａｔｈ）条件下，丙烷转化率为４６．９％，丙烯醛选择性为５２．８％。ＴＰＲ和ＸＲＤ研究表明，有优良催化性能的Ｂｉ－Ｖ－Ｍｏ－Ｏ和Ａｇ－Ｂｉ－Ｖ－Ｍｏ－Ｏ催化剂体系中具有白钨矿（ｓｃｈｅｅｌｉｔｅ）型的结构     

丙烷均相氧化脱氢及反应动力学模拟

在不锈钢连续流动反应器内进行丙烷均相氧化脱氢的小型试验。丙烷转化率５５％～７５％时，主要产物Ｃ３Ｈ６、Ｃ２Ｈ４、ＣＨ４及ＣＯｘ（ＣＯ＋ＣＯ２）收率（按丙烷）分别为１７％～１９％、１９％～２８％、８％～１４％及１０％～１４％及约２．５％的乙烷。得出了符合本试验条件的以自由基反应机理为基础的动力学模型。用模型计算得的产物收率与试验结果吻合甚好。以丙烯收率为目标函数，对反应条件做了优化，得丙烯最高收率及相应的乙烯收率分别为２２％及３６％，丙烷转化率为８８．５％。反应条件为：温度８７０Ｋ（恒温），Ｏ２／Ｃ０３值０．４４，停留时间１．７ｓ。     

V2O5/MPO4在丙烷氧化脱氢中的催化作用

研制了具有不同酸碱性的磷酸盐ＭＰＯ４（Ｍ＝Ａｌ,Ｚｒ,Ｃａ）载体,并用这些载体负载０６％～６０％的Ｖ２Ｏ５。所制备的催化剂在丙烷氧化脱氢反应中具有较好的催化性能,如３％Ｖ２Ｏ５／Ｃａ３（ＰＯ４）２催化剂在丙烷转化率为１７０％时,丙烯选择性可达５５９％,丙烯收率达９５％。考察了不同反应条件下催化剂的性能,表明在高温高空速条件下,３％Ｖ２Ｏ５／Ｃａ３（ＰＯ４）２催化剂的反应活性较好,而３％Ｖ２Ｏ５／Ｚｒ３（ＰＯ４）４催化剂在低温低空速时,反应活性相对较高。在相同的丙烷转化率下,丙烯的选择性从大到小的顺序为３％Ｖ２Ｏ５／Ｃａ３（ＰＯ４）２＞３％Ｖ２Ｏ５／Ｚｒ３（ＰＯ４）４＞３％Ｖ２Ｏ５／ＡｌＰＯ４。     

碱金属添加剂对Cu—Co催化剂催化CO＋H2合成低碳混合…

研究了在Ｃｕ－Ｃｏ共沉淀催化剂中添加Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ等不同金属及不同添加量对ＣＯ＋Ｈ２合成低碳混合醇反应的影响，研究表明，碱金属用量及其种类明显影响低碳醇和烃生成，添加适量Ｋ２ＣＯ３，可以有效促进Ｃ＾＋２醇的生成及抑制烃和水的产生，在本实验条件下，含约１．０％（ｍａｓｓ）Ｋ２ＣＯ３的催化剂其催化效果较好，并对实验结果作了讨论。     

C6烷烃低温异构化催化剂及研制

以ＡｌＣｌ３和ＣＣｌ４为氯化剂，制备了Ｐｔ－Ｃｌ／Ａｌ２Ｏ３型Ｃ５／Ｃ６低落曙异构化催化剂，考察了补氧条件对催化剂异构化活性和选择性的影响。结果表明，以正己烷为原料，在氢压２．０ＭＰａ，进料空速（重）１．０ｈ＾－１，反应温度１４０℃，氢油比１￣２（ｍｏｌ）条件下，Ｃ６选择性２９％￣３０％，Ｃ６转化率９％￣９０％，经“微反”装置３００ｈ运转，催化剂活性未见下降，达到国外同类催化剂水平。     

负载型V_2O_5/AlPO_4催化剂在丙烷氧化脱氢中的催化作用

采用浸渍法在自制的无定型磷酸铝ＡｌＰＯ４载体上负载０．６％～６．０％的Ｖ２Ｏ５，所制的催化剂在丙烷氧化脱氢反应中具有较好的催化性能，如３．０％Ｖ２Ｏ５／ＡｌＰＯ４催化剂在丙烷转化率为１４．２％时，丙烯选择性可达４９．１％，丙烯收率达７．０％。考察了不同反应条件下催化剂的性能，ＸＲＤ、ＩＲ和Ｒａｍａｎ光谱表明，Ｖ２Ｏ５在ＡｌＰＯ４上主要是以高度分散的钒氧物种存在；ＥＳＲ结果证明催化剂中存在Ｖ４＋物种，暗示Ｖ５＋／Ｖ４＋氧化还原偶参与了氧化还原反应。     

新型丙烯醛和丙烯酸催化剂单管工艺试验研究

在模拟工业生产装置上,研究了新型丙烯（C3^=）氧化制丙烯醛（ACR）、ACR氧化制丙烯酸（AA）催化剂的性能,确定了催化剂的操作条件,并在此条件下进行了催化剂稳定性考察。结果表明：C3^=氧化制ACR在空速800－1000h^-1,盐浴温度310℃,C3^=、空气、水的体积比为10：73：17时,C3^=转化率高于98％,ACR收率高于81％,ACR＋AA总收率高于92％,COx收率低于4％;ACR氧化制AA在空速为1420h^-1,盐浴温度为258℃时,ACR转化率高于98％,COx收率低于3％。催化剂运行1000h后的性能良好。     

正己烷转化为丙烷的反应调控与研究

分别在反应温度(T)为420和500℃下,通过调整正己烷在HZSM-5分子筛催化剂表面的停留时间对正己烷转化为丙烷反应进行了研究,并利用分子模拟对脱氢和氢转移反应进行了模拟,明确了获得理想丙烷选择性的关键因素和原因。实验结果和模拟结果表明：T为420℃时丙烷选择性最高,可达49.70%;此时丙烷的生成主要发生在正己烷活化阶段,以及停留时间m_cat/F>172 (g·h)/mol时中间产物丁烷的活化阶段。T为500℃时丙烷选择性较小的原因,一方面是因为脱氢反应为强吸热反应,氢转移反应为微放热反应,热力学上高温有利于脱氢反应的发生;另一方面T为500℃和m_cat/F>30 (g·h)/mol的反应条件将引发丙烷的再转化。因此,在反应温度T为420℃时保证m_cat/F>172 (g·h)/mol是获得理想丙烷选择性的关键因素。     

丙烷裂解与丙烷脱氢路线技术经济及安全性分析

液化气中丙烷既可作为优质烯烃裂解原料也可脱氢增产丙烯。以320 kt/a原料处理规模的丙烷裂解和丙烷脱氢工艺为考察对象,分别采用Aspen Plus软件进行了丙烷裂解及丙烷脱氢两种工艺流程模拟及工艺参数优化,通过提取原料消耗、公用工程消耗、工艺操作参数、化学品特性等信息进行技术经济安全性比较;若丙烷裂解以双烯（乙烯和丙烯）、丙烷脱氢以丙烯作为产品,两种工艺的产品收率分别为80.3%和84.4%,产品能耗为4.6 MW/t、4.4 MW/t;丙烷裂解与丙烷脱氢火灾爆炸指数（F&EI）最大的设备分别为裂解炉和丙烯精馏塔,F&EI分别为185.6和125.7。     

丙烷脱氢与逆水煤气变换耦合制丙烯——碱性助剂对Cr/SiO_2体系催化性能的影响

研究了丙烷脱氢与逆水煤气变换耦合制丙烯反应中碱性助剂对Cr/SiO2体系催化性能影响。运用XRD、TPR和吸附量热等技术考察了金属氧化物助剂对Cr/SiO2催化剂物相、氧化还原性以及表面酸性的影响,结果表明,碱金属和碱土金属助剂的加入,中和了催化剂表面的强酸中心,催化剂还原温度升高,丙烷脱氢转化率下降。但碱性助剂的加入,可提高丙烯的选择性和收率。5%Cr 0 4%K/SiO2催化剂的活性高,在650℃、V(CO2)/V(C3H8)=3 6的条件下,丙烷转化率为31%,丙烯的选择性和收率分别为91%和29%。     

甲烷氧化偶联反应低温催化剂

ⅢB族和稀稀元素(Y、La、Sm、Nd等)的化合物,在100—600℃具有催化甲烷氧化偶联反应活性。在300℃,La催化剂的甲烷转化率约21.8％,C_2烃收率约11.1％,C_2时空收率约为5μmol/mlcat·s.经过45小时的连续反应,结果表明催化剂性能稳定。     

吉林常压渣油在提升管内催化裂解的反应规律

在XTL-5小型提升管催化裂化实验装置上,以吉林常压渣油为原料,进行了催化裂解多产丙烯的实验,考察了反应温度、停留时间、催化剂类型对丙烯收率的影响。实验结果表明,提高反应温度、适宜的停留时间和采用多产丙LTB-2烯催化剂均可提高丙烯的收率,其中适宜的反应条件是反应温度530℃、停留时间1.4s左右。采用LTB-2催化剂,在第一段提升管反应温度530℃、m(LTB-2催化剂)∶m(常压渣油)(剂油比)为6.70、停留时间1.36s,第二段提升管反应温度530℃、剂油比7.21、停留时间1.8s左右的操作条件下,进行两段提升管催化裂解多产丙烯(TMP)工艺的模拟实验。模拟实验结果表明,TMP工艺可使丙烯收率达到22.67%,同时兼顾汽油、柴油的生产。     

Oxidative dehydrogenation of propane over vanadium catalyst supported on nano-HZSM-5

Vanadium catalyst supported on nano-HZSM-5 was utilized in oxidative dehydrogenation of propane to propylene. The physicochemical properties of the elaborated catalysts were investigated by means of XRD, SEM, FTIR spectra, UV-vis, Raman, NH₃-TPD and H₂-TPR techniques. The effect of vanadium loading (2–10 wt %), temperature (500–600°C) and oxygen to propane ratio (0.5–1.5) on conversion, propylene and ethylene selectivity was studied using full factorial design of experiments. The obtained data were statistically analyzed using the Analysis of Variance (ANOVA) and a p < 0.05 was considered statistically significant. The mathematical relationship of conversion, propylene and ethylene selectivity on three independent variables approximated by a second-order quadratic model. Two-dimensional contour plots were drawn to investigate the effect of independent variables and their interaction on the chosen responses. The function of temperature, oxygen to propane ratio and vanadium content such as acidity and reducibility on the performance of supported vanadium catalysts were discussed.