低温混合碳四在SO2-4/TiO2/HZSM-5催化剂上的芳构化反应

采用浸渍沉淀法制备了SO42-/TiO2/HZSM-5固体酸催化剂.通过对混合碳四在SO42-/TiO2/HZSM-5固体酸催化剂上的低温芳构化反应的研究,考查了二氧化钛的质量分数、硫酸浸渍浓度、硫酸浸渍时间、液固质量比、粘和剂的质量分数、沉淀老化温度和焙烧温度等催化剂的制备条件以及空速对反应的影响.结果表明,粘合剂的质量分数和硫酸浸渍浓度对催化性能有较大影响.粘合剂γ-Al2O3在质量分数为30%时催化性能最好;低的体积空速有利于提高BTX(苯、甲苯、二甲苯)和芳烃的选择性;此外,同ZnNi/HZSM-5催化剂相比,达到相近的BTX和芳烃的收率,SO42-/TiO2/HZSM-5催化剂可使反应温度降低140℃左右.     

轻烃芳构化的系统研究(Ⅶ)--ZnNi/HZSM-5催化剂上混合碳四烃的芳构化

以混合碳四烃为原料 ,分别考察了活化气和高径比对ZnNi/HZSM -5催化剂芳构化性能的影响 ,考察了催化剂的重复性和稳定性。实验结果表明 :( 1 )活化气 (空气、氦气和氮气 )预处理催化剂对反应性能影响不明显 ,而用氢气预处理的催化剂其芳构化活性最高 ;( 2 )高径比对芳构化性能影响不很显著 ,但对液相产物的分布有影响 ;( 3)在温度 50 0℃、WHSV =1 .0h- 1条件下 ,芳烃收率可高达 54% ,反应 2 50h后 ,活性下降一半 ,显示出该催化剂较高的稳定性 ;经两次再生后 ,催化剂的活性均未发生变化 ,表明该催化剂具有较强的重复性 ,显示出ZnNi/HZSM -5用于混合碳四烃芳构化具有较高的工业应用价值。     

轻烃芳构化的系统研究(Ⅰ)--混合碳四和正己烷在ZnNi/HZSM-5催化剂上的微波芳构化

研究了混合碳四、正己烷在微波条件下,在锌和镍双金属改性 Ｈ Ｚ Ｓ Ｍ－ ５ 上芳构化反应,考察了反应温度和反应时间对气液相产物分布的影响并与常规加热作了比较,详细探讨了微波芳构化反应机理。实验结果表明：（１） 在反应温度４００ ℃,质量空速１ ．０ ｈ － １ ,以混合碳四为原料,经微波芳构化和常规加热芳构化实验对比,微波芳构化下的芳烃收率提高约１７ ．０８ ％ , Ｂ Ｔ Ｘ 选择性远远高于常规加热;（２） 从反应温度对性能影响的考察表明,反应温度变化对微波芳构化反应性能的影响比较大。微波芳构化具有加快反应速率,提高选择性和芳烃收率及降低反应温度等优点,是更好的实现择形催化的好方法。     

SO_4~(2-)/TiO_2-MoO_3-La_2O_3催化合成丁醛乙二醇缩醛

报道了以稀土改性固体超强酸SO42-/TiO2-MoO3-La2O3为多相催化剂,通过丁醛和乙二醇为原料合成丁醛乙二醇缩醛,探讨了SO42-/TiO2-MoO3-La2O3催化剂对缩醛反应的催化活性,较系统地研究了原料量比,催化剂用量,反应时间诸因素对产品收率的影响。实验表明:在n(丁醛):n(乙二醇)=1:1.5,催化剂用量为反应物料总质量分数的0.80%,环己烷为带水剂,反应时间1.0h的优化条件下,丁醛乙二醇缩醛的收率可达81.9%,由此可见:SO42-/TiO2-MoO3-La2O3是合成丁醛乙二醇缩醛的优良催化剂,具有良好的应用前景。     

纳米固体超强酸SO_4~(2-)/TiO_2催化合成尿囊素的研究

以纳米固体超强酸SO24 /TiO2 为催化剂 ,以尿素和乙醛酸为原料合成了尿囊素 ,得到了最佳条件为 :尿素、乙醛酸摩尔比 3.5∶1 ,催化剂用量 6% ,反应温度 70～ 75℃ ,收率达 58.0 %     

轻烃芳构化的系统研究(Ⅱ)——ZnNi/HZSM-5催化剂的再生工艺考察

研究了轻烃芳构化 Ｚｎ Ｎｉ／ Ｈ Ｚ Ｓ Ｍ － ５ 催化剂的失 活类型, 认为积炭失活是改性 Ｚ Ｓ Ｍ － ５ 催化剂的最主要失活方式,经烧焦可恢复其催化活性。通过马弗炉 静态烧焦和反应管动态烧 焦, 考察了再生温度对烧焦过程的影响,推测出再生模式。在小型连续式１００ ｍ Ｌ 固定床装置上在宏观热效应方面模拟了工业烧焦再生过程,认为烧焦是一个从外向内逐步扩散的过程,在催化剂上会形成热点,在烧焦再生的影响因素（ 再生气的氧含量、空速,再生最高温度和时间等） 中,再 生最高温度的影响是最显 著的, 只有达到５７５ ℃才能恢复催化剂活性;而再生气空速和氧含量决定了再生时间。在所考察的３ 种再生方案中,确定了最佳的再生方案（ 低起燃温度,一次烧焦） 。该方案不仅比以往 方案省时５０ ％ ,而且 再生后 Ｚｎ Ｎｉ／ Ｈ Ｚ Ｓ Ｍ－ ５ 催化性能恢复好,稳定性不变。     

固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2-SiO_2的制备及其催化性能的研究

分别以氧氯化锆、硅溶胶和氨水为锆源、硅源和沉淀剂,采用共沉淀法制备Zr(OH)4-Si(OH)4,110℃干燥后经硫酸浸渍、干燥和焙烧制得SO42-/ZrO2-SiO2固体超强酸。XRD和比表面积测定结果表明,SiO2的引入对SO42-/ZrO2催化剂的结构产生了重要影响,从而使其比表面积明显增大。以所制备的SO42-/ZrO2-SiO2固体超强酸为催化剂,代替浓硫酸用于丁酸和丁醇的酯化反应,考察了硫酸浸渍液浓度、焙烧温度等制备条件对其催化性能的影响。结果表明,采用硫酸浸渍液浓度为1.0 mol/L,焙烧温度为550℃所制备的SO42-/ZrO2-SiO2催化剂,在丁醇和丁酸的物质的量比为1.2及不添加任何带水剂的条件下,丁酸丁酯的收率高达90%以上,优于SO42-/TiO2-WO3和TiSi W12O40/TiO2催化剂。     

不同原料在Pt/HZSM-5上芳构化研究

采用程序升温还原法(TPR)制备Pt/HZSM-5催化剂,并进行XRD表征。以不同催化裂化汽油馏分和正庚烷为原料,在小型连续固定床反应装置上考察了改性HZSM-5分子筛在一定条件下的芳构化性能。结果表明,当Pt的浸渍质量分数为0.5%,压力为1.5 MPa,温度450 ℃,氢油体积比为800∶1,体积空速为2.0 h^-1时,Pt/HZSM-5催化剂对正庚烷的芳构化活性和稳定性最佳;当压力为1.0 MPa,温度为450 ℃,氢油体积比为800∶1,体积空速为2.0 h^-1时,Pt/HZSM-5催化剂对催化裂化汽油50～100 ℃馏分和80～120 ℃馏分表现出较好的芳构化性能。     

超细固体超强酸SO_4~（2-）/ZrO_2催化合成棕榈酸乙酯

制备了超细固体超强酸SO42-/ZrO2,采用XRD、SEM、IR对该催化剂进行表征.以超细固体超强酸SO42-/ZrO2为催化剂,棕榈酸与乙醇为原料合成棕榈酸乙酯.探讨了不同催化剂类型、醇酸摩尔比、催化剂用量、反应时间等因素对转化率的影响.结果表明,与普通固体酸相比,超细固体超强酸SO42-/ZrO2对于棕榈酸乙酯的合成具有较好的催化性能.较适宜的反应条件为n（棕榈酸）∶n（乙醇）=4∶1,催化剂用量0.8 g,反应3 h.在此条件下,棕榈酸的收率可达70.3%.     

轻烃芳构化的系统研究（Ⅶ）——ZnNi／HZSM—5催化上混合碳四烃的芳构化

以混合碳四烃为原料,分别考察了活化气和高径比对ZnNi/HZSM-5催化剂芳构化性能的影响,考察了催化剂的重复性和稳定性。实验结果表明：（1）活化气（空气、氦气和氮气）预处理催化剂对反应性能影响不明显,而用氢气预处理的催化剂其芳构化活性最高;（2）高径比对芳构化性能影响不很显著,但对液相产物的分布有影响;（3）在温度500℃,WHSV=1.0h^-1条件下,芳烃收率可高达54％,反应250h后,活性下降一半,显示出该催化剂较高的稳定性;经两次再生后,催化剂的活性均未发生变化,应250h后,活性下降一半,显示出该催化剂较高的稳定性;经两次再生后,催化剂的活性均未发生变化,表明该催化剂具有较高的重复性,显示出ZnNi/HZSM-5用于混合碳四烃芳构化具有较高的工业应用价值。     

SO_4~(2-)/TiO_2固体超强酸的制备及用于催化酯化反应的研究

用两相滴定沉淀法制备了SO4（2-）／TiO2固体超强酸，透射电镜表征为超细粒子。分别用于氯乙酸酯、马来酸酯、丙烯酸酯的合成，具有较高的催化活性。对酯化反应的活性主要是B酸中心，其选择性要求B酸和L酸有一最佳协同作用。对该催化剂的使用寿命及再生进行了研究，认为不饱和羧酸在固体超强酸表面的强吸附及由此引起的失硫是催化活性降低的主要原因。     

ZnNi／HZSM-5下凝析油的芳构化

伴随着天然气的开采,我国将有大量的天然气凝析油资源,如何有效利用凝析油资源则成了研究的现实问题。实验考察了ZnNi/HZSM-5催化剂的凝析油芳构化,并用气、液相色谱仪对原料和反应产品进行了分析。实验证明在空速为1.5h-1和高径比(催化剂床层高度和直径之比,简称高径比即H/D)为6的条件下,凝析油芳构化在560℃达最佳值。由实验结果可知,凝析油芳构化属于高温反应,凝析油烃类分子的活化同时由裂解和脱氢开始,所用催化剂中过渡金属Zn和Ni的协同作用强化了凝析油的直接脱氢芳构化,提高了凝析油的芳构化性能,达到了较好的收率和选择性。同时由于凝析油原料的复杂性,其芳构化历程很难用单一的反应路线加以表现,因此从抽象的角度分析了凝析油的芳构化途径。     

固体超强酸SO42-/TiO2-SiO2催化合成尿囊素

用固体超强酸SO42-/TiO2-SiO2作催化剂,以尿素和乙二醛为原料合成尿囊素。得到了最佳条件为n(乙二醛)∶n(尿素)=1∶3.5,催化剂占总质量的3%,回流反应液温度为80℃,收率达65.4%。催化剂可重复使用,且对环境无污染。     

SO4^2-／ZrO2／Al2O3催化剂的制备及其催化性能

用微波、红外、烘箱3种干燥方法制备了负载型纳米ZrO2／Al2O3复合载体,同时在复合载体表面负载SO4^2-制成SO4^2-／ZrO2／Al2O3催化剂,将此催化剂用于α-蒎烯催化异构化反应中。用XRD、FT—IR、TPD等对催化剂的表面积、孔径、晶相结构、酸强度等进行了表征。结果表明,微波干燥法制备的复合载体催化剂（SO4^2-／ZA-W）中ZrO2的粒度较小（平均6nm）,比表面积为156．1m^2／g,平均孔径为4．95nm,其表面酸性中心数和酸强度均高于红外干燥法和烘箱干燥法制备的催化剂。SO4^2-／ZA-W催化剂在α-蒎烯催化异化反应中具有较高的活性,α-蒎烯转化率为95．6％,α-松油烯、柠檬烯等单环萜烯的含量达到56．5％。     

SO4^2-／TiO2固体超强酸催化合成呋喃酚

通过沉淀、老化、过滤、洗涤、干燥、浸渍和焙烧等过程,从TiCl4和H2SO4制备了SO2-4/TiO2固体超强酸;用Hammett指示剂法和吡啶吸附的FT-IR光谱法测定了其酸强度和酸中心类型;以邻苯二酚和异丁醛为原料,经过缩合、重排合成了呋喃酚;考察了催化剂的焙烧温度、用量和原料配比对反应的影响。结果表明,当焙烧温度在425～575℃,SO2-4/TiO2样品可以形成固体超强酸体系,同时表面上存在Lewis酸中心和Bronsted酸中心,并且Lewis酸中心和Bronsted酸中心可以相互转化;SO2-4/TiO2固体超强酸在呋喃酚的合成中具有较高的催化活性、催化速率快、化学稳定性好、无环境污染。在该实验条件下,邻苯二酚的转化率达到51.8%,呋喃酚的收率可达30%,其纯度为99.2%。     

SO4^2-／FeNH4Y固体超强酸的酸性研究

α-Fe2O3中的Fe可以在高温下与SO4^2-配位而产生超强酸性，由SO4^2-活化的α-Fe2O3可以催化许多反应。交换进入沸石内的Fe^3 是否会与SO4^2-作用，对酸性有什么影响，本文制备了SO4^2-／FeNH4Y固体超强酸并以NH3的吸附为探针技术研究了这一课题。酸催化活性以丙酸与正丁醇的酯化反应来评定。