磁性催化剂的研究进展

磁性催化剂是一种有着广泛应用的新型功能催化剂材料。磁性催化剂的载体由磁核和包覆层组成,磁核主要是软磁、硬磁铁的氧化物,包覆层主要有氧化硅,氧化铝,氧化锆等,主要应用于加氢精制、固体酸催化、生物催化等领域,特别是在采用磁稳定床用于己内酰胺加氢精制领域,以非晶镍为代表的磁性催化剂已成功应用到工业生产中,这为磁性催化剂的的大发展带来契机。     

Ru/γ-Fe2O3-Al2O3催化剂在磁稳定床中 苯选择性加氢性能

设计建造了磁稳定床加氢实验装置,以磁性氧化铝为载体,通过浸渍法制备了蛋壳型钌基磁性Ru/γ-Fe₂O₃-γ-Al₂O₃微球催化剂,详细考察了磁性催化剂的制备参数、磁稳定床的操作参数对苯选择性加氢的影响。结果表明磁稳定床的链式操作状态提高了环己烯的选择性,证实了所研制的蛋壳型钌基磁性微球催化剂适用于磁稳定床中苯的选择性加氢工艺,具有较好的应用前景。     

开拓市场资源 打破渠道垄断——巴陵石化磁约束平衡床感应器采购案例

正【关键概念】成本分析降低采购成本打破渠道垄断【案例背景】磁约束平衡床感应器的作用是通过感应线圈外加磁场将磁性催化剂颗粒约束在反应釜内,使其均匀分布,己内酰胺通过反应釜内的磁性催化剂颗粒表面时,磁性催化剂保持平衡稳定,此装置可使化学反应接触充分,减小反应体积,节约催化剂用量,提高生产效率,是巴陵石化公司己内酰胺事     

磁稳定床反应器用于2-乙基蒽醌加氢生产过氧化氢研究

通过特殊的方法制备了磁性Pd／Al2O3催化剂,与磁稳定床反应器结合用于2-乙基蒽醌加氢反应生产H2O2,摸索了最佳的工艺条件,氢化效率可达7～8g／L。与传统的固定床氢化工艺相比,氢化效率和催化剂生产能力都有所提高,显示了一定的工业应用前景。     

磁性催化剂反应器耦合磁分离装置

反应磁分离耦合装置兼具化学反应和流固相分离的功能,有助于提高反应效率、降低分离能耗、缩短工艺流程和避免催化剂磨损流失。综述近年来反应磁分离耦合装置的研究进展,流化态耦合磁分离装置包括磁稳流化床反应器和流化床耦合旋流磁分离装置,悬浮态耦合磁分离装置包括磁分离耦合悬浮态光催化反应器和釜式反应器耦合磁分离装置。指出磁性催化剂反应器和磁分离耦合装置应用中需要解决的关键问题是:规范生产适用于磁性催化剂反应器耦合磁分离装置的磁性催化剂以及构建磁性催化剂反应器耦合磁分离装置过程中必须引入磁场发生器。     

磁性纳米催化剂制备生物柴油研究进展

磁性纳米催化剂是一类具有磁响应特征的催化剂,由于具有较高的催化活性、良好的反应选择性及优良的磁响应性等优点,克服了纳米催化剂活性高但难分离的缺点,是生物柴油制备过程良好的甲酯化反应催化剂,为生物柴油催化剂研究的重要方向。本文综述了磁性纳米催化剂的结构特点、制备方法及其在制备生物柴油过程中的应用,并展望了其应用前景。     

中北大学磁载钛硅基催化剂制备成功

正中北大学在磁载钛硅基催化剂制备及磁分离反应方面的研究取得突破,开发出具有催化活性且可磁分离功能的复合催化剂,研制了磁分离反应一体化装置,解决了细小催化剂的固液分离难题,并减少了后序固液分离装置和相关配套设施。中北大学该项研究可用于磁性钛硅分子筛催化环己酮氨肟化制环己酮肟、磁性氧化钛光催化降解有机废水、磁性铜硅催化剂催化糠醛加氢制糠醇和磁性固体酸催化烯烃制     

化工领域传统催化剂材料和反应技术在我国实现突破

在世界化工领域沿用了80多年的传统催化剂材料和反应技术在我国实现突破。我国石化科技工作者历经二十年研究开发的”非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺的创新与集成”项目推动了世界化学工业技术的跨越式进步，获得了2005年国家技术发明奖唯一的一等奖。     

磁稳定床羰基化合成碳酸二苯酯的冷模实验

以磁性催化剂Pd/La0.5Pb0.5MnO3为固相、N2为气相、纯水为液相在磁稳定床上进行冷模实验,探索磁稳定床的流动特性,为磁稳定床氧化羰基化合成碳酸二苯酯提供数据。考察了不同操作条件对固相催化剂在磁稳定床中流化状态的影响,并通过流体力学软件FLUENT对实验进行计算模拟。结果表明:催化剂可以在流化床中达到完全流化状态,且起始流化速度随液体流速增大、外加磁场强度的增大及分布板开孔率减小而增大,床层高度随气相流速和液相流速减小而减小,随磁场强度的减小而增大,固相分布随床层高度减小而趋于密集,在实验气相流速范围内,床层的平均气相含率与气体流速基本呈直线上升关系。FLUENT软件模拟结果与实验过程完全吻合。     

化工领域传统催化剂材料和反应技术实现突破

在世界化工领域沿用了80多年的传统催化剂材料和反应技术在我国实现突破。我国石化科技工作者历经二十年研究开发的“非晶态合金催化剂和磁稳定床反应工艺的创新与集成”项目推动了世界化学工业技术的跨越式进步，获得了2005年国家技术发明奖唯一的一等奖。     

Light FCC gasoline olefin oligomerization over a magnetic NiSo4/γ‐Al2o3 catalyst in a magnetically stabilized bed

Magnetic NiSO₄/γ‐Al₂O₃ catalysts were prepared by impregnating NiSO₄ solutions onto the γ‐Al₂O₃ support containing a magnetic material of Fe₃O₄. Characterization by XRD, NH₃‐TPD, and thermal analysis showed that the magnetic NiSO₄/γ‐Al₂O₃ catalyst with a nickel content of 7.0% by weight had a monolayer dispersion of NiSO₄ and the largest number of moderate strength acid sites, and a high specific saturation magnetization. The magnetic catalyst was evaluated for light FCC gasoline olefin oligomerization in both fixed‐bed and magnetically stabilized bed (MSB) reactors. Comparing with that in the fixed‐bed reactor, the optimal reaction temperature in the MSB lowered to 443 K, and its space velocity ranged broadly from 2.0 to 6.0 h^?1. The sulfur‐free diesel distillate produced by operation of the MSB for 100 h had higher cetane number and good low‐temperature flow property, which illuminates a promising application of the MSB to manufacture clean diesel fuels with high productivity and flexibility. © 2009 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2009     

CATALYTIC COMBUSTION OF NATURAL GAS IN A FIXED BED REACTOR WITH FLOW REVERSAL

A new application of the fixed bed catalytic reactor with flow reversal for combustion of natural gas is investigated by mathematical modeling and computer simulation. Comparison between the results obtained for this new reactor and those for a classic catalytic fixed bed is made. Inexpensive perovskite type catalysts containing no noble metals were used. It is shown that an appropriate choice of operating parameters (concentration and temperature of input gas mixture, superficial gas velocity, size and shape of catalyst and inert material, volumetric ratio between catalyst and inert material in the bed) allows for a methane combustion at must lower temperatures in the reactor with flow reversal than in a classic catalytic reactor. Under such a low temperature combustion, no nitrogen oxides are produced.     

固定床雷尼镍催化剂研究进展

雷尼镍是一种被广泛用于多种化工过程的催化剂,将雷尼镍催化剂应用于固定床反应器,能拓宽其在加氢精制领域的应用,同时可降低操作和分离成本。介绍了几种固定床雷尼镍催化剂,并对其优缺点进行比较。     

磁性MgFe2O4及其核壳催化剂制备与煤热解性能研究

采用溶胶-凝胶法制得MgFe₂O₄前体,经焙烧得到MgFe₂O₄催化剂,再经St?ber法制得核壳结构催化剂MgFe₂O₄@SiO₂和MgFe₂O₄@SiO₂@HZSM-5(MSH),利用VSM、XRD、SEM、FT-IR、N₂物理吸附等手段研究了催化剂的磁性能和结构特征;在固定床反应器上,考察了N₂气氛下磁性催化剂对补连塔富油煤的催化热解特性及回收再生性能。结果表明：MgFe₂O₄为立方尖晶石结构,饱和磁化强度达到181.50 emu/g,具有良好热稳定性能。上述系列磁性催化剂均呈现出良好的催化活性,其中MSH催化活性最好。与非催化热解相比,MSH催化热解焦油产率提高了57.7%,焦油中脂肪烃和苯类含量增加约2倍,稠环芳烃含量下降8.6%~9.8%。采用磁选方法可有效实现催化剂回收,经700℃下焙烧处理,可实现回收催化剂的再生。SiO₂包覆有助于提高核壳结构催化剂的磁热稳定性和催化寿命。     

磁性MgFe2O4及其核壳催化剂制备与煤热解性能研究

采用溶胶-凝胶法制得MgFe₂O₄前体,经焙烧得到MgFe₂O₄催化剂,再经St?ber法制得核壳结构催化剂MgFe₂O₄@SiO₂和MgFe₂O₄@SiO₂@HZSM-5(MSH),利用VSM、XRD、SEM、FT-IR、N₂物理吸附等手段研究了催化剂的磁性能和结构特征;在固定床反应器上,考察了N₂气氛下磁性催化剂对补连塔富油煤的催化热解特性及回收再生性能。结果表明：MgFe₂O₄为立方尖晶石结构,饱和磁化强度达到181.50 emu/g,具有良好热稳定性能。上述系列磁性催化剂均呈现出良好的催化活性,其中MSH催化活性最好。与非催化热解相比,MSH催化热解焦油产率提高了57.7%,焦油中脂肪烃和苯类含量增加约2倍,稠环芳烃含量下降8.6%~9.8%。采用磁选方法可有效实现催化剂回收,经700℃下焙烧处理,可实现回收催化剂的再生。SiO₂包覆有助于提高核壳结构催化剂的磁热稳定性和催化寿命。     

甲烷催化燃烧反应工艺研究进展

甲烷催化燃烧是一种清洁高效的甲烷燃烧技术,在节能减排中具有重要的应用价值。从催化剂、反应工艺和过程强化等方面对近年来甲烷催化燃烧技术进行综述,重点介绍颗粒催化剂固定床反应工艺、整体式催化剂反应工艺、流化床反应工艺和吸放热耦合反应工艺研究进展。用于固定床反应器的颗粒催化剂主要为负载型贵金属催化剂和非贵金属氧化物催化剂。贵金属催化剂活性好,起燃温度低,适合低浓度甲烷的催化燃烧。非贵金属氧化物催化剂耐高温性好,适合较高浓度甲烷燃烧体系。整体式催化剂的甲烷催化燃烧反应工艺中,最常用的是蜂窝陶瓷和金属合金等整体式催化剂的多段式催化燃烧反应器的设计。设计直接采用多段式整体催化剂,催化剂的位置不同,发挥的催化作用也不同。流化床催化燃烧装置具有燃烧过程接触面积广、热容量大和换热效率高等特点,可有效避免传统的固定床催化燃烧反应工艺存在的问题,非常适合应用于低浓度甲烷的催化燃烧过程。利用甲烷催化燃烧强放热的特点,将催化燃烧产生的热量进行时间或空间的耦合,可以开发出吸-放热耦合反应工艺。其中,固定床催化反应器中的流向变换强制周期操作作为一种高效的过程强化技术,在节约反应器成本的同时,可以提高反应热量的利用率。     

镍基非晶态合金加氢催化剂与磁稳定床反应器的开发与工业应用

报道了开发镍基非晶态合金加氢催化剂的实验室研究、中试研究及工业应用研究结果。向非晶态合金中加入少量原子半径大的其他元素，使非晶态合金的晶化温度由360℃提高到520℃；在含镍非晶态合金中加入铝，然后用碱将铝抽出，使非晶态合金比表面积由1m^2/g增加到100m^2/g以上；在建立30t/a非晶态合金生产示范装置中，自行设计了特殊的喷嘴和选用适宜的坩埚材质，使生产成品率由20％左右提高到95％以上，利用副产的偏铝酸钠，合成NaY分子筛，形成了整体的清洁生产过程；重点介绍了非晶态合金加氢催化剂经在三个工厂工业应用成功，三项工业应用成果每年为企业创造直接效益6700万元。还报道了对磁稳定床反应器的研究开发，经在20kt/a磁稳定床加氢示范装置上3500h试验，其生产效率比釜式加氢过程提高4倍，催化剂消耗减少50％。     

重油催化裂解技术研究进展

重油催化裂解技术以增产乙烯、丙烯等低碳烯烃为主要目标,是重油轻质化的有效手段。对催化裂解技术的研究,催化剂和反应器是其核心。本文综述了重油催化裂解技术中采用的各种催化剂和反应器的研究进展,阐述了不同催化剂的适用条件和不同类型反应器的流体特性,并指出深入研究下行床反应器及开发与之匹配的催化剂将是今后开发重油催化裂解技术最具潜力的研究方向。