钌基催化剂用于直接法合成气制低碳烯烃反应

以γ-Al₂O₃为载体,通过等体积浸渍法制备钌基催化剂,用其进行催化CO加氢,研究制低碳烯烃反应中钌基催化剂的催化性能,考察催化剂的焙烧温度、工艺条件及碱金属助剂Na对钌基催化剂CO加氢反应的影响。结果发现,焙烧温度400 ℃制备的钌基催化剂具有最大的比表面积,在反应温度220 ℃、反应压力1.0 MPa和空速1 500 mL·(h·g)^-1条件下,可以保证较高的CO转化率及低碳烯烃选择性。碱金属助剂Na提高了催化剂催化活性,Na质量分数为4%6%时,钌基催化剂表现出最佳的CO转化率及低碳烯烃选择性。     

负载型铁基催化剂上合成气制低碳烯烃

采用真空浸渍法制备负载型铁基催化剂,并利用X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和N2物理吸附(BET)实验对催化剂进行表征,并考察了不同载体和助剂对负载型Fe基催化剂上合成气制低碳烯烃反应的影响以及不同反应条件对FeMnK/Al2O3催化剂反应性能的影响。结果表明:Al2O3负载的Fe基催化剂可提高活性组分Fe的分散度和金属载体相互作用,且催化剂焙烧后孔径显著增大,有利于产物低碳烯烃的快速移出,因而比SiO2负载催化剂具有更高的催化活性和低碳烯烃选择性;在Fe/Al2O3中加入Mn和K助剂使活性组分Fe更容易还原,提高了活性组分和助剂的分散度,并降低催化剂的表面酸性,从而提高了CO的转化率和低碳烯烃选择性;FeMnK/Al2O3催化合成气制低碳烯烃反应在空速1 000 h-1,温度350℃,压力1.5 MPa,氢碳物质的量之比1.5的条件下,CO转化率达到97.4%,低碳烯烃选择性为55.9%。     

碱溶液改性ZSM-5分子筛直接催化合成气制低碳烯烃

通过Na和K等碱金属溶液对ZSM-5载体进行离子交换改性,采用等体积浸渍法制备合成气制低碳烯烃铁基催化剂,采用N2吸附-脱附、SEM、XRD、TPR等测试手段对催化剂进行表征。在固定床催化反应装置中考察了铁基催化剂在纯氢气氛围中预还原4 h后,在325℃、1. 5 MPa、气体空速为1 200 h-1、V(H_2)∶V(CO)=2∶1条件下进行合成气制低碳烯烃的催化性能研究。结果表明,改性后载体孔径变大,加速原料气在催化剂的内部扩散,产物烯烃可及时析出,避免二次反应生成烷烃,提高了CO的转化率和烯烃的选择性。通过碱金属对ZSM-5的改性,合成气的转化率可提高30%～40%,转化率与碱金属活性成正比。此外,催化剂的催化活性随KOH溶液浓度的增加先增加后降低,当KOH溶液浓度为0. 1 mol/L时,CO+H_2的转化率和烯烃的选择性均最高,分别为81. 84%和49. 67%。     

合成气完全甲烷化催化剂技术研究

通过载体的制备、助剂及活性组分的加入,最终得到担载型Ni O·La_2O_3·Mg O/Al_2O_3甲烷化催化剂。在10 m L两段反应装置中进行了甲烷化催化剂1000 h稳定性评价试验,反应条件为:反应温度610℃(一段)和313℃(二段),反应压力3.0 MPa,平均空速6500 h~(-1),原料气H_2/CO=3.03。试验结果表明催化剂活性基本没有下降,CO转化率平均为99.97%,CH_4选择性平均为98.44%。     

Fe-M(M=V、Cr、Mn)熔铁催化剂的费-托合成反应性能研究

采用高温熔融法制备了一系列Fe_3O_4-FeO基Fe-M(M=V,Cr,Mn)熔铁催化剂,考察了其在n(H_2)/n(CO)=1.5、反应温度320℃、反应压力2.0 MPa和空速11400 h~(-1)条件下的费托合成反应(FTS)催化性能,研究了V、Cr、Mn助剂对Fe_3O_4-FeO基熔铁催化剂FTS催化性能的影响。并结合X射线衍射(XRD)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、H_2/CO/CO_2程序升温脱附(TPD)等手段对反应前后催化剂的物化性能进行表征。结果表明,Mn、V、Cr助剂的添加都增加了催化剂表面的碱性,提高了低碳烯烃选择性(C_2~=～C_4~=)。其中,添加V和Cr助剂后的催化剂,CO的转化率都有所降低,C_(5+)高碳烃选择性也大幅度降低。虽然V助剂的添加其产物中低碳烯烃选择性提高最多,但是其CO转化率大幅度下降。而Mn助剂添加后,其CO转化率最高,副产物CH_4选择性最低,且目标产物低碳烯烃选择性升高。因此,Mn是Fe_3O_4-FeO基熔铁催化剂费-托合成反应有利的助催化剂。     

钴基催化剂的制备及性能评价

以γ-Al_2O_3为载体,采用等体积浸渍法制备F-T合成钴基催化剂,在F-T合成小型固定床反应装置评价催化剂。考察并优化了钴源、焙烧温度、钴负载量、反应温度和原料气空速等工艺条件对催化荆活性和F-T合成产物收率的影响,测试了Co/γ-Al_2O_3催化剂的稳定性。结果表明,最佳制备条件:以硝酸钴为钴源,焙烧温度400℃,钴负载质量分数10%。在温度230℃、压力2 MPa、原料气组成n(H_2)∶n(CO)=2和反应空速1 800 h~(-1)的条件下,进行60 h运转实验,CO转化率可达69.1%,C_5~+烃收率高达89.6%。     

催化裂化汽油在磷改性Ni/ZSM-5催化剂上的降烯烃工艺研究

采用浸渍法制备了Ni/ZSM-5和NiP/ZSM-5催化剂,其中Ni、P分别为HZSM-5质量的3％和0.5％。以锦州石化公司重油FCC汽油为原料,考察了助剂P加入前后催化剂的降烯烃反应性能。结果表明, NiP/ZSM-5催化剂具有较好的加氢降烯烃、异构化和芳构化活性,液体收率较高;考察了工艺条件对NiP/ZSM-5催化剂降烯烃反应的影响。在温度310 ℃、液时质量空速3 h^－1、氢油体积比300和反应压力2.5 MPa的最佳反应条件下,FCC汽油烯烃转化率、液体收率、产品中异构烷烃和芳烃的质量分数分别为72.9％、82.1％、45.84％和30.44％,而产品辛烷值不降低,达到了既降烯烃又不损失辛烷值的预期目的。     

喷雾干燥铁催化剂F-T合成反应的研究

采用转环式无梯度反应器对沉淀 -喷雾干燥技术相结合制备的 Fe- Cu- K- Si O2 催化剂在反应温度 2 5 0℃～ 2 80℃ ,压力 0 .5 MPa～ 1 .5 MPa,H2 /CO比 0 .1 9～ 1 .35和原料气空速 1 0 0 0h-1～ 2 5 0 0 h-1的条件下对 Fisher- Tropsch合成反应性能进行了考察 .结果表明 ,该催化剂具有较高的 F- T反应活性和水煤气交换 ( WGS)反应活性 ,产物烃分布显示出高的烯烃选择性 ,说明该条件有利于初级烯烃的脱附和低碳烃的生成 ,一定程度上减少了烯烃再吸附的链增长反应 .还考察了各种反应条件对产物碳数分布的影响 ,并观察到了运行过程中催化剂较低的失活速率 .     

钴基催化剂F-T合成的产物分布及稳定性研究

采用浸渍法制备了氧化锆改性γ-Al2O3负载Co-Ru双金属催化剂.在固定床反应器中考察了反应温度、压力、空速和合成气H2/CO比对烃产物分布的影响,进行了552 h的稳定性实验.结果表明,较低的反应温度、较高的压力和较低的空速有利于碳链增长,产物中柴油馏分C12～C18和蜡C19 的选择性高;原料气H2 / CO比提高,甲烷、C2～C4、C5～C11的选择性增加,C12～C18和C19 的选择性下降;在原料气H2/CO比1.58～2.0、反应温度453～513 K、压力1.0～2.5 MPa和空速500～1000 h(1催化剂具有较好的合成重质烃反应性能.在原料气H2 / CO比2.0、反应温度493K、压力1.5 MPa和空速800 h(1下,反应552 h,催化剂的稳定性较好,CO的转化率、C5 选择性分别大于80%和83%.运行时间对产物烃的分布影响不大,产物烃主要有烷烃组成,主要集中在C5～C18,选择性的平均值C1为6.94%,C2～C4 6.20%,C5～C11 33.04%,C12～C18 31.55%,C19 22.27%.     

甲醇制对二甲苯联产低碳烯烃改性ZSM-5催化剂在流化床中的反应性能

在流化床反应器中,对Zn、Si和P改性的ZSM-5催化剂的甲醇制对二甲苯联产低碳烯烃的反应性能进行了研究。采用X射线衍射（XRD）、BET比表面积、扫描电镜（SEM）、NH₃-程序升温脱附（NH₃-TPD）等手段进行表征分析。结果表明,Zn改性使得催化剂酸强度降低,中强酸酸量增加,对二甲苯和低碳烯烃选择性都随之提高;一定量的硅沉积改性在降低催化剂外表面酸量的同时缩小孔口,浸渍适量P能够调变分子筛的酸中心强度和酸量,这都能够提高对二甲苯选择性。在流化床反应器中甲醇制对二甲苯联产低碳烯烃反应结果表明,3Zn-3Si-3P/ZSM-5催化剂在温度425℃、常压、反应时间40min、空速1h^-1的条件下,对二甲苯在二甲苯中的选择性为76.0%,C₂~C₄低碳烯烃选择性为24.4%,特别是芳烃和C₂~C₄低碳烯烃的总选择性高达92.2%。     

不同硅铝比ZSM-5分子筛催化剂一步法甲醇制汽油

分别使用硅铝比为26、38、60和90的ZSM-5分子筛原粉制备4种催化剂ZSM-5-26、ZSM-5-38、ZSM-5-60和ZSM-5-90,用于一步法甲醇制汽油实验,并对催化剂进行XRD、IR、BET和NH3-TPD表征。利用100 m L微反固定床实验装置,在反应温度380℃、系统压力2.0 MPa和空速1.0 h-1条件下,考察4种催化剂一步法合成汽油过程的甲醇转化率、产物分布和产品组成等性质。结果表明,ZSM-5-60分子筛催化剂性能相对较好,拥有32.2%较为理想的汽油收率和产物组成。     

不同载体成型的ZSM-5催化剂上甲醇芳构化反应性能

以ZSM-5分子筛为活性组分,采用不同的氧化物载体挤条制备催化剂,并对催化剂的甲醇芳构化反应性能进行评价。采用X射线衍射、氨程序升温脱附和N₂低温吸附-脱附等方法对催化剂进行表征。结果表明,添加氧化物载体后,催化剂的芳构化反应性能明显提高,催化剂芳构化反应性能与其酸性质有着密切联系,Zn/La-ZSM-5(Al₂O₃)催化剂的芳构化反应性能较好,主要归因于催化剂具有适宜的酸分布和孔结构。在反应压力0.1 MPa、空速0.8 h^-1、反应温度437 ℃和反应时间240 min条件下,轻质芳烃收率为42.36%.     

邻苯二甲酸二辛脂加氢催化剂的制备

以邻苯二甲酸二辛脂为原料,利用高压加氢反应评价装置,系统考察催化剂载体和活性物质的选择、活性组分负载量及焙烧温度对催化剂活性的影响。结果表明,载体选择大孔γ-Al₂O₃,活性组分选择铑和钌等贵金属,并通过镧改性以降低贵金属使用量,最佳制备条件：活性组分负载质量分数0.2％～0.5％,焙烧温度为550 ℃。催化剂在220 ℃还原2 h,在反应压力10 MPa、反应温度150 ℃、空速0.75 h^-1和氢油体积比1 000∶1条件下,将不低于99.5%的邻苯二甲酸二辛脂转化为环己烷二甲酸二异辛酯。     

ZSM-5分子筛在MTP反应中的催化性能

合成了3种不同晶粒尺寸的ZSM-5分子筛,并制得MTP催化剂,对ZSM-5分子筛催化剂在MTP反应中的性能进行系统研究。采用XRD、SEM、N2物理吸附和TGA等对ZSM-5分子筛催化剂进行表征,发现小晶粒的ZSM-5分子筛具有良好的抗积炭性能,在MTP反应中具有较高的稳定性。采用小晶粒分子筛制成的催化剂,考察反应工艺条件对催化剂催化性能的影响,结果表明,丙烯选择性随反应温度和空速提高而增加,降低反应压力和提高水醇质量比也有利于提高丙烯选择性,为调整MTP工艺的产物分布和优化反应工艺条件提供了技术依据。     

ZSM-5@t-ZrO2制备及其对甲硫醇催化合成影响机制

采用水热包覆法和物理共混法分别制备了ZSM-5@t-ZrO₂和ZSM-5/t-ZrO₂复合催化剂,并以ZSM-5和t-ZrO₂为对比参考,研究了不同结构催化剂的物化性质和催化性能。在此基础上,借助漫反射傅里叶变换红外光谱,考察了反应温度和预硫化操作对ZSM-5@t-ZrO₂复合催化剂上甲醇和硫化氢反应分子吸附转化的影响。结果表明,水热包覆环境修饰了ZSM-5@t-ZrO₂复合催化剂的物化性质,提升了甲醇硫醇化反应的催化性能和抗积碳积硫失活能力。在反应压力1 MPa、反应温度380 ℃、预硫化1 h、N₂流量100 mL/min的条件下,甲醇转化率、甲硫醇选择性及甲硫醇收率分别达到92.02%、90.56%和82.76%。硫化氢分子在ZSM-5@t-ZrO₂催化剂的碱位上吸附解离为巯基,进而攻击甲氧基,这是甲硫醇合成反应的速率控制步骤。380 ℃的反应温度和预硫化操作有助于构建形成匹配的甲氧基和巯基生成速率,在提高催化性能的同时还可有效降低积碳积硫形成速率。     

甲醇在水蒸汽处理改性ZSM-5分子筛上转化制丙烯

对硅铝物质的量比分别为20、80和220的ZSM-5分子筛进行水蒸汽处理改性,通过使用X射线衍射、吡啶红外吸附、N2吸附和透射电子显微镜等手段研究了水蒸汽改性对ZSM-5分子筛孔道结构的影响,并考察了改性后分子筛在甲醇转化制丙烯反应中的催化性能.结果表明,水蒸汽改性处理导致低硅ZSM-5酸性减弱,并使其出现大量介孔.在...     

焙烧条件对Fe-Mo/ZSM-5催化剂上NO选择性催化还原性能的影响

采用共浸渍法制备了m(Fe):m(Mo)=1的Fe-Mo/ZSM-5催化剂,并对其在不同焙烧条件所得样品上NO选择性催化还原反应活性进行了测试。结果表明,焙烧条件对Fe-Mo/ZSM-5催化性能影响明显,600℃焙烧6 h的样品在低温范围具有较好的催化性能,随着焙烧时间或焙烧温度的增加,其NOx转化率依次向高温方向移动,在800℃焙烧后的样品催化活性明显下降。采用XRD和BET对Fe-Mo/ZSM-5样品的体相结构和表面性能进行了研究。结果表明,不同焙烧条件下Fe-Mo/ZSM-5催化剂的晶胞参数和比表面积产生了差别,特别是焙烧温度达到800℃时,其比表面积显著减小,这可能是导致Fe-Mo/ZSM-5催化性能突然下降的主要原因。焙烧过程中残留在的表面含氮物种对Fe-Mo/ZSM-5催化剂上NO选择性催化还原反应活性影响较大。     

整体式催化剂MnO_X-CeO_2/Al_2O_3催化燃烧苯研究

利用浸渍法负载制备出MnOX-CeO2/Al2O3整体式催化剂,研究了活性组分的负载量、催化剂的焙烧温度及焙烧时间对催化剂活性的影响,从而确定了催化剂的最佳制备工艺。结果表明：当Mn的负载量（质量分数）为10%,催化剂焙烧温度为600℃,焙烧时间为3 h时,催化剂MnOX-CeO2/Al2 O3具有最好的催化活性,在250℃时使苯的转化率在90%以上,并且适合比较大的空速范围,因此催化剂MnOX-CeO2/Al2O3具有广泛的工业应用前景。