石蜡氧化尾气催化燃烧试验

在固定床不锈钢罐式反应器内，采用钒触媒，改变温度和空速进行石蜡氧化尾气催化燃烧试验，确定了温度380℃和空速414h~(-1)的操作条件。在该条件下，石蜡氧化尾气中有机组分的去除率（％）分别为：烷烃13.4、醇100、酸92.2、酯100、醛97.3、酮100。总去除率86.1％。试验还考察了石蜡氧化全过程尾气组成变化与尾气催化燃烧转化率的关系。     

Mo掺杂对柴油机氧化催化剂Pt/Ce-Zr的助催化作用

采用浸渍法制备了一系列Mo改性的Pt/Ce-Zr柴油机氧化催化剂(DOC催化剂),考察其催化氧化柴油机模拟尾气时的活性和抗硫性。结果表明,掺杂适量的Mo以后,催化剂的活性和抗硫性均得到较大提升。随着Mo负载量的增加,催化剂表面氧的还原温度的变化规律呈先减后增的趋势,当Mo的负载量为3%(wt)时,催化剂表面氧的还原温度最小,可降至200℃左右。此外,在考察负载量对催化活性的影响时发现,在220oC时3%(wt)Mo掺杂量的催化剂对CO和C3H6的转化率达到95%以上。     

2-甲基吡啶气相催化氧化合成2-吡啶甲醛的研究

以碱性皂土为载体,钒、钼为活性组份的催化剂气相选择性催化氧化2-甲基吡啶制备2-吡啶甲醛; 考察了反应温度、氧气用量及液体进料速度等因素对催化剂活性的影响。结果表明:在反应温度为290~300℃,空气流速为220mL h-1,钒钼活性组份以氧化物计的摩尔比为1:1.26,液体进料速度为25mL h-1时,原料的转化率为50%~58%,反应的选择性为80%~90%,收率为43%~50%。     

氯化氢催化氧化制氯气工艺研究

对氯化氢催化氧化制氯气的工艺进行了研究,采用γ-Al2O3负载铬活性组分的催化剂,在固定床反应器内反应.铬适宜含量为7%左右,催化剂床层适宜反应温度为420 ℃,在较低的HCl与O2进料体积比下,HCl的转化率较高.通过多次氧化和分离水的耦合过程,提高了HCl平衡转化率和催化剂处理能力,在较高的HCl与O2进料体积比下,可获得高的HCl转化率.     

2-甲萘醌的合成研究

工业上多采用硫酸/铬酐(或重铬酸钠)氧化2-甲基萘合成2-甲萘醌,但此法会产生大量的含铬废水,对环境污染严重.研究了以硝酸钴为催化剂、Oxone为氧化剂催化氧化2-甲基萘合成2-甲萘醌的新方法.研究表明,当以5 mol％硝酸钴为催化剂、Oxone为氧化剂、乙腈/水为溶剂,在反应温度为25℃、反应时间为16h时,2-甲基萘的转化率和2-甲萘醌的产率分别为82.6％和51.2％.该反应可在室温下进行,反应平稳、绿色、环保、节能、高效.     

新型脱硝催化剂的研制

采用等体积浸渍法制备以Cu和特种助剂为活性组分负载在特制 Ti-Al-O复合载体上的NH3选择性催化还原的新型脱硝催化剂,考察了在模拟硝酸尾气环境下该催化剂操作条件对其NH3-SCR活性的影响;探讨了H2 O对其活性的影响。结果表明,该催化剂具有很好的中温SCR活性,在空速10000 h-1、180～220℃、氨氮比0.8、O2体积分数5.5％、NO体积分数200×10-6条件下, NO转化率达99.5％。200℃下通水后,通水量为12.3％时,脱硝率降至14％;停止通水4 h后, N O转化率恢复至99.5％。     

石蜡无催化剂氧化制取脂肪酸

在合成脂肪酸工业建立和发展过程中,曾对石蜡氧化用催化剂进行了广泛的研究[1],由于筛选催化剂时都拘泥于氧化蜡质量指标为考核标准,没有与后处理的改质作用联系起来考察,所以迄今的研究结论[2~4]都认为锰是石蜡氧化最适宜的主催化剂。本文作者基于把后处理的改质作用看作定向氧化的一个组成部分的认识[5] ,在实验室内模拟现行生产工艺设备进行了石蜡无     

铜-腐植酸催化剂制备及催化苯甲醇氧化

以褐煤中提取的腐植酸为原料,利用水热法制备铜-腐植酸催化剂(Cu-HAs),并对催化剂结构进行FTIR、XRD、XPS、SEM表征,将此催化剂用于催化苯甲醇氧化反应。对催化剂的制备条件如一水醋酸铜与腐植酸比例、老化温度、老化时间等进行考察,探讨了不同反应条件对铜-腐植酸催化剂催化苯甲醇氧化反应的活性影响。结果表明,此催化剂在制备温度30℃、老化时间3 h下具有较好的催化活性,苯甲醇转化率71%、苯甲醛产率68.6%;提升反应温度至110℃、反应时间3 h时,苯甲醇的转化率可达到91.3%、苯甲醛产率可达到87.8%。对该催化剂循环使用性及底物普适性考察,发现铜-腐植酸催化剂经过6次循环后,产率和转化率基本保持不变,催化剂能重复使用,具有良好的循环稳定性,所制备催化剂能够催化不同结构醇选择性氧化,在优化条件下产率均达到90%以上。     

Au/Fe2O3催化剂上CO选择氧化反应性能的研究

采用共沉淀法、沉积-沉淀法和浸渍法制备了1.5%Au/Fe2O3催化剂,考察了不同方法制备的Au/Fe2O3催化剂对富氢气体中CO选择氧化反应性能的影响。结果表明,浸渍法制得的催化剂在40℃~60℃时CO的转化率为100%;共沉淀法与沉积-沉淀法制得的催化剂在80℃以下CO的转化率均为100%;沉积-沉淀法制得的催化剂在100℃时CO的转化率依然高于95%。上述三种催化剂CO氧化反应的选择性均高于40%,且在CO完全转化时选择性在50%以上。     

二甲醚水蒸汽重整制氢反应平衡组成模拟计算

对比了二甲醚水蒸汽重整过程中由外部供热和燃烧反应尾气供热两种方式下的热效率,并对体系进行了热力学分析,模拟考察了反应温度、压力、原料组成等因素对体系平衡组成的影响,探讨了二甲醚转化率、氢气和一氧化碳等产物的变化情况.分析发现,反应器温度在200 ℃,压力为0.1 MPa时可以获得最佳的原料转化率.研究认为二甲醚水蒸气重整制氢的副产物甲烷可显著降低氢气的含量,一氧化碳在高温、低水/二甲醚进料比的情况下产生.催化剂应具有选择性催化功能,同时应具有低温高活性.     

铬形态及使用条件对糠醛催化加氢反应产物分布的影响

采用共沉淀法制备系列Cu-Cr糠醛加氢催化剂,考察不同铬形态对催化剂反应性能的影响。采用管式连续流动固定床积分反应器, 研究糠醛在Cu-Cr催化剂上的气-液相加氢反应规律。结果表明,制备催化剂时的铬原料不同,将极大地影响催化剂的加氢活性和产物选择性,以硝酸铬形式加入制备的催化剂对糠醇的生成较为有利,而以醋酸铬形式加入制备的催化剂对甲基呋喃的形成有利;在(70～110) ℃,随着温度升高,糠醛转化率和糠醇选择性增加,2-甲基呋喃选择性降低;糠醛流速为(0.01～0.06) mL·min^-1时,随着流速的增加,糠醛转化率下降,0.03 mL·min^-1时糠醇选择性出现极大值,而副产物2-甲基呋喃和呋喃类则在此处出现极小值。副产物戊二醇和四氢康醇的选择性则随着糠醛流速的增大上升。     

降低船舶NO_x排放的紧凑型SCR实验

采用浸渍法制备铬基催化剂,在10%Cr/TiO_2基础上研究锑负载量对催化剂催化氧化NO活性的影响。结果表明,350℃焙烧的10%Cr10%Sb/TiO_2催化剂具有最佳的NO催化氧化活性,在NO体积分数为0.07%、O2体积分数为5%,空速27 000 h-1条件下,260℃时NO氧化率可达到50%,满足紧凑型SCR条件。XPS表明新鲜催化剂表面铬主要以Cr3+形式存在,经NO催化氧化反应后出现Cr6+。此外考察SO_2对催化剂的影响发现,加入体积分数为0.03%的SO_2后,350℃时10%Cr10%Sb/TiO_2催化剂经15.6 h后效率由50%缓慢下降并稳定在17%,热再生后活性完全恢复。在NO催化氧化联合SCR实验中发现,当NO氧化率为46%时促成的紧凑型SCR在高空速下仍具有很高的脱硝率。空速为300 000 h-1、200℃时紧凑型SCR脱硝率达到90%,比标准SCR提高了39.5个百分点。可有效解决船舶SCR布设空间不足的问题。     

锰铈固溶体复合氧化物用于CO和CH_4催化氧化

采用氧化还原共沉淀法制备系列不同配比的锰铈复合氧化物,用于CO和CH4催化氧化,考察不同焙烧温度对催化剂性能的影响。研究表明,焙烧温度500℃和Mn与Ce物质的量比为5∶5的催化剂具备最优的CO和CH4催化氧化性能。催化剂在90℃时,CO转化率可达100%;对于CH4催化氧化,反应温度500℃时,CH4转化率为80%。通过N2吸附-脱附、H2-TPR和XRD等研究其物化结构性能,结果表明,在系列催化剂中,焙烧温度500℃和Mn与Ce物质的量比为5∶5的催化剂具有最高的比表面积和最活泼的晶格氧,可能是其具有优异催化活性的原因。     

Ce掺杂对Mn-Co/TiO_2催化剂催化氧化NO的影响

采用浸渍法制备Mn-Co-Ce/TiO2催化剂,考察Ce掺杂对催化剂催化氧化NO情况的影响。研究表明:在550℃焙烧下,Ce/Ti掺杂比为0.15时,催化剂具有最高的催化氧化活性。反应温度为250℃时,NO转化率可以高达85%;150℃时,转化率也可达到50%以上。BET与XRD结果表明,Ce掺杂改变了催化剂的比表面积、孔容积,并提高了活性组分的分散度。SO2和H2O的共同加入,使催化活性降低,发生不可逆中毒,但转化率在60%左右。     

净化黄磷尾气合成甲酸甲酯研究

用净化黄磷尾气为原料与甲醇液相合成甲酸甲酯 ,并对影响一氧化碳及甲醇转化率、甲酸甲酯时空收率等的因素进行了研究。研究结果表明 ,随着主催化剂浓度或反应压力的增大 ,一氧化碳转化率及甲醇转化率均提高 ;助剂的加入可以大大提高甲酸甲酯时空收率和延长催化剂的寿命。优化的反应条件为 :主催化剂 (甲醇钠 )浓度 0 .4mol L ;助催化剂吡啶浓度 1.74mol L ;温度 80℃ ;时间 160min ;压力 4MPa。在此条件下 ,黄磷尾气中一氧化碳及甲醇转化率可分别达到 95 .5 %和 43%。     

反应条件及陈化过程对氢氧化铬氧化速率的影响

氢氧化铬是含铬二次资源中铬的重要存在形式,也是含六价铬污染物还原时的主要产物,其氧化过程的研究对铬资源的提取和铬污染的控制具有重要意义。以亚硫酸钠还原重铬酸钠制备的氢氧化铬为研究对象,实验考察了氧化温度（室温~200 ℃）、氧化时间（0~168 h）、添加剂种类（碳酸钠、硫酸钠）等因素对氢氧化铬氧化的影响,并进行了氧化方程选取和动力学拟合计算。结果表明,温度越高两种氢氧化铬样品氧化反应越充分、氧化限度越大。在无添加剂条件下,200 ℃时新制、陈化氢氧化铬的氧化速率K值分别是80 ℃时的617、4 375倍;添加剂的加入会促进其氧化反应,140 ℃条件下,新制氢氧化铬添加碳酸钠、硫酸钠为n（Na）∶n（Cr）=0.2时的氧化速率K值分别是无添加时的10、4倍;新制氢氧化铬较陈化氢氧化铬更易氧化,氧化速率K值为陈化氢氧化铬样品的1.4~1.9倍,可能与其所含结合水较多有关。     

Cr/SSZ-13催化二氧化碳氧化乙烷脱氢反应的研究

通过脱氢反应将低碳烷烃转化为同碳数的烯烃是烷烃高值化利用和烯烃原料多元化的重要途径。烷烃氧化脱氢制烯烃的反应具有不受反应平衡限制、积炭少、反应温度低等优点,一直是研究的热点。通过利用浸渍法制备不同铬（Cr）负载量的Cr_x/SSZ-13系列催化剂,采用氮气物理吸附、氨程序升温脱附（NH₃-TPD）、二氧化碳程序升温脱附（CO₂-TPD）、氢气程序升温还原（H₂-TPR）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）以及高角度环形暗场-扫描透射电镜（HAADF-STEM）与耦合能谱分析（EDX-Mapping）等方法对催化剂进行了物性表征,并用微型固定床反应器评价催化剂对乙烷氧化脱氢制乙烯的催化性能,最终建立了Cr/SSZ-13催化剂的构效关系。研究发现,当n（二氧化硅）/n（氧化铝）=10时,Cr_1.5/SSZ-13-10催化剂上含有丰富的Cr³⁺物种,其中配位不饱和Cr³⁺是优异的脱氢活性位,有利于二氧化碳氧化乙烷脱氢反应的进行。因此,Cr_1.5/SSZ-13催化剂在650 ℃时表现出优异的催化性能,即二氧化碳转化率和乙烷转化率分别达到26.41%和53.2%,乙烯产率为38.83%。     

黄磷尾气净化脱除磷化氢、硫化氢中试试验

采用自制的催化剂JC-4,设计出碱洗-催化氧化工艺对黄磷尾气进行深度净化处理。中试试验结果表明:常压、100℃、尾气流量为36~50 m3/h、氧气体积分数为1.2%~1.5%时,PH3的脱除率接近100%,出口质量浓度低于1.0 mg/m3;碱洗单元可以除去90%的H2S,经过催化氧化单元可以进一步脱除H2S,净化效率接近100%,出口质量浓度低于1.0 mg/m3;催化剂经100~200 h需要再生,400 h后需要活化,再生和活化处理后的催化剂性能良好。     

柴油车尾气四效组合催化剂的研究

提出设计双层组合催化剂净化新技术,即碳黑氧化燃烧催化剂床层和NOx还原催化剂床层的组合,该组合催化剂对柴油机尾气四种污染物的消除具有较高的催化活性。采用浸渍法制备了Al₂O₃负载不同量的La_0.8K_0.2MnO₃和相同负载量、不同K含量的La_1-xK_xMnO₃/Al₂O₃催化剂作为氧化催化剂处理碳烟、CO和HC;采用等体积浸渍法制备Cr/HZSM-5、Mo/HZSM-5、W/HZSM-5三系列催化剂作为还原催化剂处理NOx,并将其进行组合,得到优良的氧化还原组合催化剂,同时处理柴油车尾气中的四种污染物。在模拟柴油车尾气组成条件下,用乙炔代表烃类物质并采用固定床微型反应装置,考察了所制备的双层四效组合催化剂净化柴油车尾气的催化性能。研究发现,负载质量分数为50%的La_0.5K_0.5MnO₃/Al₂O₃和负载量为1.42×10^-4mol·g^-1的W/HZSM-5组合催化剂对于同时消除柴油车尾气NO、碳颗粒、CO和HC有较好的效果。NO还原为N₂的转化率在反应温度范围最高可达79%,同时碳颗粒的燃烧峰值温度为448 ℃,碳颗粒燃烧生成CO₂ 的最大选择性可达98%,乙炔完全转化的温度为364 ℃,从而实现了四种有害物质的同时催化净化。     

氯化反应过程中氯资源的循环利用

以甲苯氯化副产物HCl作为氧化反应原料,采用γ-Al2O3负载铬活性组分的催化剂,在固定床反应器中进行氯化氢氧化制氯气工艺试验。在氧化反应温度为360℃、HCl/O2物质的量比为1∶1时,氯化氢转化率可达到85%以上。将氧化反应得到的混和气体循环使用于甲苯氯化反应,氯气利用率可达100%,实现了有机氯化反应中氯原子的循环利用。