甘油在γ-Al_2O_3负载杂多酸催化剂上气相脱水的研究

通过活性组分选择和载体改性设计催化剂,提高对甘油催化脱水反应的性能,同时研究反应条件对甘油转化率和丙烯醛选择率的影响规律。以γ-Al_2O_3为载体,H_3PO_4、H_4SiW_(12)O_(40)、H_3PW_(12)O_(40)和H3PMo12O40为活性组分,采用初润浸渍法制备催化剂,研究了常压下甘油气相脱水生成丙烯醛的催化反应性能。结果表明,γ-Al_2O_3负载H_4SiW_(12)O_(40)对甘油脱水生成丙烯醛有良好的催化性能。质量分数为20%的甘油水溶液以0.1 m L/min的速率进料,310℃时甘油转化率和丙烯醛的选择率分别为89.19%和83.61%。载体γ-Al_2O_3采用B2O3或Zr O2改性,可提高γ-Al_2O_3负载H_4SiW_(12)O_(40)催化剂的催化性能。B2O3改性催化剂,310℃时甘油的转化率近100%,丙烯醛的选择率达85.32%。同时,对活性组分H_4SiW_(12)O_(40)的适宜负载量、甘油水溶液质量分数、液体空速等也进行了考察。甘油水溶液质量分数为35%时,在20%HSi W 10%B2O3/γ-Al_2O_3催化剂上,液体空速为2.0 h-1,甘油完全转化,丙烯醛的转化率大于90%。     

Cu-Cr2O3/Al2O3催化剂上乳酸乙酯加氢制丙二醇研究

在间歇反应器上考察了通过共沉淀法制备得到的一系列不同负载的Cu-Cr2O3/Al2O3催化剂的催化加氢效果.研究结果表明:当n(Cu)∶n(Cr)=2∶1时有最佳的催化剂活性,n(Cu)∶n(Cr)=1∶1时有最佳的1,2-丙二醇选择性.在反应温度为200℃、氢气压力为3MPa、搅拌速率为500r/min和n(Cu)∶n(Cr)=2∶1的Cu-Cr2O3/Al2O3催化剂作用下,反应6h,实现了乳酸乙酯的完全转化,其中1,2-丙二醇的收率达到了95.3%.     

MoP/TiO_2-SiO_2-Al_2O_3的制备及加氢脱芳性能研究

采用溶胶—凝胶法及共浸渍法制备了TiO2-SiO2-Al2O3复合载体,并用共浸渍法制备负载型MoP/TiO2-SiO2-Al2O3催化剂。XRD结果表明,TiO2的晶相衍射峰呈锐钛矿,SiO2则大多以无定型态分散于γ-Al2O3晶体表面。通过原位还原技术对催化剂进行还原处理,在连续固定床反应器上进行活性评价,结果表明,钛硅铝物质的量比对催化剂的活性有很大的影响,在温度为360℃,压力为3MPa,液时空速为1h-1,氢油体积比为500∶1的反应条件下,n（Ti）∶n（Si）∶n（Al）为1∶1∶4,Mo负载量为20%时,MoP/TiO2-SiO2-Al2O3催化剂的加氢脱芳活性最高,达到65.6%。并且TiO2-SiO2-Al2O3三元复合载体比传统的γ-Al2O3和SiO2-Al2O3二元复合载体的活性分别提高了19.6%和13.6%。     

制备条件对CoMo/MCM-41-γ-Al2O3催化剂烯烃异构/加氢脱硫性能的影响

采用静态混晶法制备MCM-41/γ-Al2O3复合载体,并利用XRD、BET及Py-IR等方法对复合载体进行表征;以模型石脑油为原料,在固定床反应装置上评价以MCM-41/γ-Al2O3为载体的CoMo负载型催化剂的烯烃异构和加氢脱硫活性,考察制备过程中γ-Al2O3水和温度、模板剂用量、晶化温度、晶化时间等对复合载体中MCM-41结晶度及催化剂性能的影响.结果表明:当γ-Al2O3水合温度为135℃、晶化温度为125℃、晶化时间为24h、投料摩尔比为n(γ-Al2O3)∶n(SiO2)∶n(NaOH)∶n(CTAB)(十六烷基三甲基溴化铵)∶n(H2O)=0.06∶1.0∶0.3∶0.15∶90时,所得MCM-41/γ-Al2O3复合载体具有规整有序的介孔孔道、较大的比表面积(750m2/g)和比孔容(0.55cm3/g)及较窄的孔径分布(2~3nm),对应的CoMo/MCM-41-γ-Al2O3催化剂具有较优异的催化性能.磷(P)改性可有效增加载体的酸量和调节载体的酸分布;载体1%P(质量分数)改性可改善催化剂的异构和加氢脱硫性能.在温度为265℃、压力为1.5MPa、氢油体积比为300、空速为2h-1时,模拟原料油的异构化率、脱硫率分别为76.5%、96.5%.     

Zr(SO4)2/γ-Al2O3固体酸催化合成环己酮1,2-丙二醇缩酮

通过直接浸渍-焙烧等方法,制备了Zr(SO4)2/γ-Al2O3催化剂,以环己酮和1,2-丙二醇为原料合成了环己酮1,2-丙二醇缩酮。考察了催化剂的焙烧温度、催化剂的质量分数、原料摩尔比、带水剂体积、回流时间对反应的影响。最佳反应条件为:焙烧温度为550℃,Zr(SO4)2的质量分数为20.0%,催化剂的质量分数为5.0%,环己酮与1,2-丙二醇的摩尔比为1∶1.5,甲苯的体积为15 mL,回流时间为3 h。环己酮1,2-丙二醇缩酮的收率可达98.7%,纯度达到99.6%。     

Pt-S2O2-8/ZrO2-Al2O3催化剂的制备及其催化正戊烷异构化性能

制备固体超强酸Pt-S2O2-8/ZrO2-Al2O3催化剂,采用XRD、SEM、TG-DTA、FTIR、ICP等对催化剂进行表征;以正戊烷异构化为模型反应,在高压微反-色谱联合装置上,评价催化剂的活性,考察质量空速、反应温度、反应压力及氢与正戊烷物质的量比(n(氢)∶n(正戊烷))对正戊烷异构化反应的影响.结果表明:当反应温度为220℃、压力为2.0 MPa、n(氢)∶n(正戊烷)=4∶1、质量空速为1.5 h-1时,正戊烷转化率为76.7%,异戊烷产率为72.5%,异戊烷选择性为94.5%,液收率为96.5%.     

MoP/TiO2-SiO2-Al2O3的制备及加氢脱芳性能研究

采用溶胶-凝胶法及共浸渍法制备了TiO2-SiO2-Al2O3复合载体,并用共浸渍法制备负载型MoP/TiO2-SiO2-Al2O3催化剂.XRD结果表明,TiO2的晶相衍射峰呈锐钛矿,SiO2则大多以无定型态分散于γ-Al2O3晶体表面.通过原位还原技术对催化剂进行还原处理,在连续固定床反应器上进行活性评价,结果表明,钛硅铝物质的量比对催化荆的活性有很大的影响,在温度为360℃,压力为3 MPa,液时空速为1 h-1,氢油体积比为500:1的反应务件下,n(Ti):n(Si):n(Al)为1: 1:4,Mo负载量为20%时,MoP/TiO2-SiO2-Al2O3催化剂的加氢脱芳活性最高,达到65.6%.并且TiO2-SiO2-Al2O3三元复合载体比传统的γ-Al2O3和SiO2-Al2O3二元复合载体的活性分别提高了19.6%和13.6%.     

H_4SiW_（12）O_（40）/ZrO_2-Al_2O_3催化合成丁酮1,2-丙二醇缩酮

采用浸渍法制备ZrO2-Al2O3复合载体负载硅钨酸催化剂H4SiW12O40/ZrO2-Al2O3,并通过FT-IR、XRD对其进行了表征.以H4SiW12O40/ZrO2-Al2O3为催化剂催化合成丁酮1,2-丙二醇缩酮.系统地研究了各种因素对收率的影响.结果表明：H4SiW12O40/ZrO2-Al2O3催化剂是合成丁酮1,2-丙二醇缩酮的良好催化剂,固定丁酮物质的量为0.20mol,丁酮与1,2-丙二醇质量比为1：1.5,带水剂环己烷的用量为8mL,反应时间60min,催化剂的用量占反应物总质量的1.5%的优化条件下,产品的收率可达78.1%.     

炼厂气、CO2和O2制备合成气的实验与分析

利用固定床流动反应装置研究了金属负载型催化剂对炼厂气、CO2 和O2 转化制备合成气的催化活性;考察了催化剂活性组分、载体、负载量、还原温度、反应温度对催化剂活性的影响,发现催化活性由大到小依次为Ni/γ-Al2O3,Ni/α-Al2O3,Co/γ-Al2O3,Fe/γ-Al2O3,Cu/γ-Al2O3;同时考察了空速、原料气配比对合成气组成的影响,结果表明,调节原料气的配比可以制备不同的合成气.     

纳米CeNi/γ-Al2O3加氢催化剂的活性与稳定性

以甲苯气相加氢反应为探针,在微反-色谱装置上测定了纳米CeNi/γ-Al2O3加氢催化剂的活性和稳定性.通过TEM和DSC-TG对催化剂进行了表征.实验证明:纳米CeNi/γ-Al2O3加氢催化剂比工业用加氢催化剂节约活性组分约70%,经1 200 h连续运转后,甲苯加氢转变为甲基环己烷的转化率仍保持在99%以上,表明该纳米加氢催化剂具有很高的加氢活性和良好的稳定性.     

负载型MoP/γ-Al2O3催化剂制备及助剂镍对其催化性能的影响

采用不同的负载制备方法、改变其活性组分的负载量、γ-Al2O3的加入顺序以及加入助剂制备一系列的MoP/γ-Al2O3催化剂,对催化剂进行了表征,并与催化剂活性相关联.结果表明：不同的负载制备方法、活性组分的负载量对催化剂活性影响比较大;而载体γ-Al2O3加入顺序对MoP/γ-Al2O3催化剂表面物种有一定的影响,从而影响催化剂的活性;助剂Ni能较大地提高催化剂的催化活性.     

碱催化剂对催化合成聚甘油的影响

考察碱催化剂NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3对甘油聚合反应的催化效果,同时采用浸渍法将NaOH制备成NaOH/γ-Al2O3固体碱,并考察不同负载量对聚甘油聚合度的影响,用Hammett指示剂法、CO2-TPD对催化剂进行表征。结果发现：NaOH作为催化剂优于其他液体碱,在焙烧温度600℃、40%负载量条件下固体碱催化剂效果最佳,得到的聚甘油聚合度为6.50,固体碱可以代替液体碱合成聚甘油。     

甘油催化转移氢解制备丙二醇及其反应机理

以Raney Ni为催化剂,甲醇为供氢体,水为溶剂,对甘油催化转移氢解反应进行了研究,探讨了反应温度和甘油浓度对氢解反应的影响,并对甘油催化转移氢解反应机理进行了初步探索.与传统氢解方法相比,甘油催化转移氢解在较为温和的条件下得到了1,2-丙二醇.在温度为210℃,甘油初始浓度为0.64 mol/L,反应时间为12 h的条件下,甘油转化率达到54.7％,1,2-丙二醇的选择性为74.1％.一般情况下,在Raney Ni的催化作用下,甘油优先脱去伯位的羟基生成丙酮醇,随后加氢生成1,2-丙二醇.     

KF/Al2O3的制备、表征及催化合成乙二醇丙烯基醚

采用浸渍法制备KF/Al2O3固体碱催化剂,催化丙烯醇与环氧乙烷（EO）反应合成乙二醇丙烯基醚。考察了催化剂焙烧温度、氟化钾（KF）负载量对催化性能的影响,并采用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等对催化剂进行了表征。结果表明：KF负载量为30%,焙烧温度为550℃时,催化剂对丙烯醇和EO反应的催化活性最高。KF/Al2O3固体碱催化剂用于催化合成乙二醇丙烯基醚的最佳工艺条件为：反应温度100℃,反应压力为0.20-0.35MPa,催化剂用量为1.5%,n（丙烯醇）∶n（EO）为5∶1,反应时间为2h,EO转化率达97.35%。     

WO3/Al2O3催化氧化环己酮合成ε-己内酯的研究

采用混烧法制备了WO3/γ-Al2O3催化剂,用于催化反应精馏两步合成ε-己内酯。考察了反应温度、反应时间、填料塔高、催化剂用量和原料用量对合成反应的影响。结果表明,两步反应温度分别为60℃和50℃、反应时间分别为4h和5 h、填料塔高为400 mm、m(WO3/γ-Al2O3)∶m(环己酮)=0.1、m(丙酸)∶m(环己酮)=7.3、m(30%H2O2)∶m(环己酮)=2.7时,过氧化氢的转化率和ε-己内酯的收率分别可达到95.8%和71.2%。     

稀土改性固体超强酸催化剂SO42-/TiO2-La2O3的制备及其催化性能

制备了稀土改性固体超强酸SO24-/TiO2-La2O3环境友好催化剂,并以丁酸丁酯的合成作为探针反应,系统考察了原料摩尔比n（La3＋）∶n（Ti4＋）、硫酸浸渍时间、焙烧温度、活化时间等制备条件对SO24-/TiO2-La2O3催化活性的影响.实验表明：制备催化剂的适宜条件是原料摩尔比n（La3＋）∶n（Ti4＋）=1∶34,浸渍浓度为0.8 mol.L-1,浸渍时间为24 h,焙烧温度为480℃,活化时间3 h.利用优化条件下制备的催化剂SO24-/TiO2-La2O3催化合成缩醛（酮）,在醛/酮与二元醇（乙二醇,1,2-丙二醇）的投料摩尔比为1∶1.5,催化剂的用量占反应物总投料质量的0.5%,反应时间为1 h条件下,10种缩醛（酮）的产率为41.4%～95.8%.     

La对CH_4-CO_2重整反应催化剂性能的影响

采用等体积浸渍法制备了Ni/γ-Al2O3和Ni/La2O3-γ-Al2O3系列催化剂,通过固定床反应、热重分析等方法,考察了催化剂的性能。结果表明：Ni质量分数为10%的Ni/γ-Al2O3催化剂具有较高的活性;稀土元素La的加入,提高了催化剂的抗积炭性能;在相同的反应条件下,10%Ni/3%La2O3-γ-Al2O3催化剂的积炭量比10%Ni/γ-Al2O3催化剂积炭量降低了40%,稳定性大大提高。以Ni/La2O3-γ-Al2O3催化剂中Ni质量分数10%,并且La质量分数3%为最佳,实验条件下制得的合成气CO/H2接近1/1。     

大孔Ni_2P/γ-A1_2O_3催化剂的制备及加氢脱硫性能研究

采用酸沉淀法制备大孔γ-Al2O3为载体,并用浸渍法制备Ni2P(25%)/γ-A12O3催化剂。BET、XRD、压汞法的分析结果显示:合成大孔γ-Al2O3载体晶型良好,且具有适宜比表面积和孔结构。催化剂经原位还原处理后,以柴油为原料在连续固定反应装置上,考察了催化剂的制备条件及反应条件对催化剂加氢脱硫活性的影响。结果表明:当载体合成温度为80℃,反应pH为8,反应条件为温度360℃、压力4.0MPa、空速1.0h-1、氢烃体积比500∶1时,催化剂的加氢脱硫活性最好,柴油的脱硫率可达98.2%。     

Mo_2C/CCA催化剂制备及环己烷脱氢性能研究

以(NH4)6Mo7O24.4H2O为钼源,以覆炭γ-Al2O3(CCA)为载体,采用浸渍法制备出催化剂前驱物Mo3O/CCA。以正己烷为渗碳剂对前驱物进行碳化得到Mo2C/CCA。对不同碳化终温下制得的催化剂进行了XRD表征。在固定床反应装置上进行了环己烷脱氢反应,考察了催化剂的制备条件及反应条件对催化剂脱氢活性的影响。结果表明:当载体CCA覆炭量为7.82%,碳化终温为650℃,反应条件为温度475℃、压力0.1 MPa、空速2h-1、氢烃体积比200∶1时,环己烷的转化率最高可达91%。     

Fe 2(SO4)3/SiO2 催化合成环己酮1,2-丙二醇缩酮

采用溶胶-胶凝法和浸渍法制备了二氧化硅负载的硫酸铁[Fe₂(SO₄)₃/SiO₂]固体酸催化剂,以环己 酮和1,2-丙二醇为原料,在无溶剂条件下合成了环己酮1,2-丙二醇缩酮。考察了Fe₂(SO₄)₃/SiO₂ 固体酸催化剂 的焙烧温度、Fe₂(SO₄)₃ 在SiO₂ 上的负载量、醇酮物质的量比、催化剂质量和反应时间等因素对产品收率的影响。 实验结果表明,Fe₂(SO₄)₃/SiO₂ 固体酸是合成环己酮1,2-丙二醇缩酮的理想催化剂,较适宜的反应条件为:催化 剂的焙烧温度300℃、Fe₂(SO₄)₃ 在SiO₂ 上的负载量20%、环己酮与1,2-丙二醇的物质的量比1∶1、催化剂质量 分数5%和反应时间70min。在此条件下,环己酮1,2-丙二醇缩酮收率达到98.21%。Fe₂(SO₄)₃/SiO₂催化剂具 有良好的稳定性,重复使用5次后环己酮1,2-丙二醇缩酮的收率为88.90%。