微波加热在甲烷催化转化过程中的应用

着重介绍了微波加热技术在甲烷各种催化转化途径中的应用,其中包括微波加热催化甲烷氧化偶联反应,微波加热催化甲烷部分氧化制合成气反应,微波加热催化甲烷二氧化碳重整制合成气反应及其它微波加热活化甲烷方式,并对微波加热催化转化甲烷的催化作用机理研究进行了阐述。     

镍基镧钡改性氧化铝催化剂性能研究

制备了以La、Ba改性的氧化铝为载体的Ni基催化剂。采用BET ,XRD ,H2 - TPR等表征手段考察了不同载体的催化剂性能 ,并比较了各催化剂对甲烷部分氧化制合成气的反应活性和选择性。结果表明 ,添加La制得的改性氧化铝有较大的比表面积和较大的孔容孔径 ,以它为载体制得的催化剂对甲烷部分氧化制合成气反应在较高反应温度下有很好的活性和选择性     

甲烷空气催化部分氧化制合成气与含氮合成气制二甲醚的研究

采用常规浸渍法制备了经镧和镁改性的镍基催化剂 ,以铜锌铝甲醇合成催化剂和HZSM 5分子筛通过机械混合制备了二甲醚合成催化剂。采用固定床流动反应色谱装置研究了甲烷空气催化部分氧化制合成气的催化性能 ,同时开展了以含氮合成气制备二甲醚的研究。结果说明 ,镍基催化剂对甲烷空气部分氧化制合成气在常压下具有高的转化率 ,随压力升高 ,转化率明显下降 ,并且催化剂严重积炭 ,通过向反应体系添加H2 O和CO2 可以提高加压条件下的CH4转化率并抑制催化剂积炭 ,还可获得n(H2 ) /n(CO)接近 2的合成气 ,满足合成二甲醚的要求。采用含氮合成气制备二甲醚 ,在压力 7.0MPa ,空速 10 0 0h-1条件下 ,催化剂连续使用 2 0 0h性能基本稳定 ,CO转化率在 93%左右 ,DME选择性在 77%左右 ,DME收率在 72 %左右     

基本有机化学工业

TQ204TQ426.8200506123以单分散硅溶胶为前体制备的Ni/SiO2催化剂上甲烷部分氧化制合成气〔刊〕/李建中,吕功煊(中国科学院兰州化学物理研究所)∥石油化工.-2004,33(9).-808~812以自制的硅溶胶作为催化剂载体,通过与硝酸镍共沉淀制得催化剂。用空气作为氧源,研究了镍/硅溶胶催化剂对甲烷部分氧化制合成气的反应性能。结果表明,单分散硅溶胶是甲烷部分氧化制合成气反应催化剂理想的载体,合成的镍/硅溶胶催化剂具有较大的孔径和孔体系,对甲烷部分氧化反应具有优异的催化性能。反应温度为800℃时,甲烷转化率可达95.6%,H2和CO的选择性分别在…     

甲烷催化部分氧化制合成气研究进展

简要介绍了各种正在研究开发中的天然气制合成气技术,催化部分氧化制合成气具有较好的工业化应用前景;从催化部分氧化的热力学、催化剂和反应机理等方面对甲烷催化部分氧化技术的研究状况进行了阐述和分析,并对甲烷催化部分氧化技术今后的研究重点和应用领域进行了展望。     

北海道大学研发含微量贵金属的甲烷部分氧化制合成气催化剂

正日本北海道大学的研究人员创造了一种改进的催化剂,用于将甲烷部分氧化转化为合成气。甲烷制合成气通常是采用在900℃或更高温度下进行水蒸气重整的方法,成本高昂。用于合成气合成的甲烷部分氧化比使用蒸汽更经济,但是用于该方法的催化剂存在问题。贵金属催化剂(例如铑和铂)比贱金属催化剂(例如钴和镍)更好并且在更低的温度下工作,但它们也更昂贵。较便宜的贱金属催化剂要求温度高于800℃,超过工业不锈钢反应器的温度范围。它们在反应期间     

AFeO3(A=La,Nd,Sm,Eu)钙钛矿中的晶格氧用于天然气部分氧化制合成气

介绍了将钙钛矿中的晶格氧用于天然气部分氧化制合成气的新方法,对AFeO3(A=La,Nd,Sm,Eu)钙钛矿催化剂上发生的甲烷催化部分氧化反应进行了考察.研究了不同A位元素、反应温度、再氧化时间等条件对AFeO3催化剂催化部分氧化性能的影响.结果表明,稀土金属(La,Nd,Sm,Eu)占据A位的AFeO3钙钛矿型催化剂中的晶格氧适于甲烷选择性氧化制合成气,在完全氧化的LaFeO3催化剂上存在少量的强氧化性氧物种,通过控制再氧化条件,可使CH4在LaFeO3催化剂的作用下,高转化率(～92%)、高选择性(96%)地生成合成气.     

整体型催化剂在天然气催化部分氧化中的应用

介绍了一种新型的催化体系－整体型催化剂在轻质烷烃催化部分氧化中的应用,其中包括甲烷部分氧化制合成气,乙烷氧化脱氢制乙烯等过程。     

混合导体透氧膜用于甲烷部分氧化制合成气研究进展

介绍了混合导体透氧膜用于甲烷部分氧化制合成气研究状况。对钙钛矿型透氧膜材料的结构对透氧量和稳定性的影响、透氧膜在还原性气氛下的稳定性、膜的表面修饰以及混合导体透氧膜在甲烷部分氧化制合成气的应用前景进行了评述。     

甲烷催化部分氧化制合成气固定床反应器的研究进展

简要回顾了合成气的生产历史.与传统的甲烷水蒸气重整制合成气相比,甲烷催化部分氧化制合成气在过程能耗和产物组成等方面具有一定的优势,反应器是甲烷催化部分氧化制合成气工艺过程的关键.本文对1990年以来甲烷催化部分氧化制合成气8种新型结构固定床反应器进行了归纳和评述.     

不同载体的镍基催化剂在甲烷部分氧化反应中的催化行为

考察了不同载体(SiC、Al2O3、SiO2、Si)负载的Ni基催化剂在甲烷部分氧化反应中的活性和稳定性。结果表明,30h内Ni/Si和Ni/SiO2催化剂的活性下降很快,而以SiC和Al2O3为载体的催化剂则具有非常高的活性和稳定性。对Ni/SiC和Ni/Al2O3催化剂,考察了它们在264h内的活性和稳定性,并对其进行表征。评价结果显示,长时间运转后Ni/SiC比Ni/Al2O3具有更好的活性和稳定性,积炭量明显少于Ni/Al2O3。     

微波诱导催化合成四乙酰乙二胺的初步研究

在微波辐射下，以乙二胺、乙酸、乙酸酐为原料，用不同催化剂(硫酸、磷酸、氯化铝)，常压合成出了四乙酰乙二胺。对微波功率、辐射时间、催化剂种类进行了正交实验，数据表明最佳反应条件为：n(乙二胺)：n(乙酸)：n(乙酸酐)=l：2．5：4，第一步合成二乙酰乙二胺，微波功率680W、加热8min，用氯化铝为催化剂；第二步合成四乙酰乙二胺，微波功率580W，加热180min，用磷酸为催化剂。优化再现实验表明，DAED、TAED产率分别在96％、56．14％左右。与传统工艺相比，反应时间缩短，产率有所提高，产品色泽较好。     

Zn-Ni/HZSM-5催化剂上微波辐射诱导正己烷芳构化

对微波辐射条件下，Zn-Ni/HZSM-5催化剂上正已烷的芳构化反应，考察了反应条件对反应性能的影响，并与常规加热下的反应性能进行了。结果表明，在微波加热条件下，在一定程度上提高反应温度可以获得明显的总芳烃收率和BTX收率，谱明显地改变BTX中各组分的相对选择性；但随着反应时间的延长，反应性能的波动比常规加热时大。对微波辐射诱导催化反应的作用机理也进行了探讨。     

微波辐射磷钨酸催化合成β-萘甲醚

在微波辐射下,以磷钨酸为催化剂,研究了β-萘酚与甲醇的醚化反应。考察微波输出功率、辐射时间、催化剂用量、酚醇配比对醚化反应的影响,适宜的反应条件为:催化剂用量为反应物质量的4%、酚醇摩尔比1/4、微波输出功率600W、辐射时间6min,β-萘甲醚产率达81 2%。结果表明,微波辐射很好地改善了磷钨酸催化剂的催化性能,在适宜条件下微波辐射法的反应速率是常规加热法的100倍,醚化反应产率增加近一倍。     

甲烷部分氧化LSF中空纤维透氧陶瓷膜反应器性能研究

以自合成的La0.7Sr0.3FeO3-δ(LSF)钙钛矿陶瓷粉体为原料,采用相转化烧结技术制备了致密的LSF中空纤维陶瓷膜。在纤维膜与外套管间填充镍基催化剂组装成甲烷部分氧化制备合成气膜反应器。考察了陶瓷膜反应器用于甲烷部分氧化制备合成气的性能。     

微波辅助双功能渣油加氢催化剂的研究

利用微波选择性加热的特性,在制备过程中加入微波敏化剂制得2种微波辅助双功能加氢催化剂C-Fe和C-Si。对比微波辅助双功能加氢催化剂与相同活性金属含量的商业催化剂,用X射线衍射、氮吸附-脱附、红外光谱、氢气程序升温还原、场发射透射电镜等方法分析了催化剂的物相结构、孔结构、酸性质和酸强度分布、还原性、微观形貌等。在相同的微波反应条件下进行微波辅助渣油加氢反应。结果表明：催化剂在C-Fe制备的焙烧阶段,微波敏化剂Fe3O4氧化生成Fe2O3;C-Fe中的Fe2O3和C-Si中的SiC均未与载体以及活性金属发生化学反应;包含微波敏化剂的催化剂孔体积减小,中低温B酸量增加,C-Fe的还原峰面积增大,且还原峰向高温方向移动;微波辅助催化剂中敏化剂被Al2O3包裹;C-Si的微波辅助脱硫性能与商业催化剂相当,C-Fe的微波辅助加氢脱硫性能较好。     

甲烷部分氧化反应Ni-CeO_2模压催化剂的研究

采用机械混合法和溶液浸渍法两种不同方式向Ni金属催化剂中添加CeO2助剂,制备了甲烷部分氧化制合成气反应用Ni-CeO2催化剂。以SEM、XRD和TPR等方法对催化剂进行了表征,并采用常压微型反应器对催化剂活性进行了评价。结果表明,与用机械混合法制备的催化剂相比,用溶液浸渍法制备的Ni-CeO2催化剂中CeO2晶粒更细小、分散更均匀,催化剂具有均匀的网状结构,其催化甲烷部分氧化性能也较佳。与不加助剂的纯Ni基模压催化剂相比,用溶液浸渍法制备的Ni-CeO2催化剂的氧化还原性发生了变化,其TPR耗氢峰向低温方向移动,将w(CeO2)=10%的Ni-CeO2催化剂用于甲烷部分氧化反应时,得到了较高的甲烷转化率及氢气和一氧化碳选择性。     

微波辐射下稀土复合固体超强酸催化合成抑芽酸酯

借助微波辐射技术,以稀土复合固体超强酸Nd3+-SO42-/ZrO2作催化剂,1-萘乙酸和甲醇为原料合成了抑芽酸酯。通过单因素和正交实验,探讨了影响酯产率的主要因素,确定了最佳合成条件:醇酸摩尔比为16∶1,催化剂用量为醇酸总质量的11%,微波输出功率为480 W,辐射时间为12 min。在此优化条件下,抑芽酸酯的产率可达97%以上。实验结果表明:稀土复合固体超强酸Nd3+-SO42-/ZrO2对抑芽酸酯的合成具有良好的催化活性,同时微波辐射加快了反应进程。     

在 M/MgO 催化剂上甲烷部分氧化制合成气

比较了以ＭｇＯ为载体的四种负载型催化剂在甲烷部分氧化反应中的催化活性，表明Ｒｈ具有最高活性。用Ｄ２（氘）－ＣＨ４同位素交换反应揭示，金属组份解离甲烷的能力与其催化活性紧密相关，在甲烷部分氧化反应中具有高活性的催化剂解离吸附甲烷分子的能力强，且以形成ＣＤ４为主的氘代甲烷产物分布，其次序为：Ｒｈ＞Ｒｕ＞Ｐｔ＞Ｐｄ。揭示了ＣＯ选择性随反应气流量增大、反应接触时间的缩短而提高，表示ＣＯ可能是甲烷部分氧化反应中的初始产物。还探讨了双金属组份催化剂的催化行为。