丁烷氧化制顺酐VPO催化剂前躯体的研究进展

综述了正丁烷选择性氧化制顺酐VPO催化剂的制备方法和催化机理的研究进展,分析了制备过程中溶剂和还原剂种类、磷钒原子比、还原温度及时间、添加助剂、老化条件、干燥条件及载体添加对催化剂性能的影响,介绍了VPO催化剂选择氧化丁烷制顺酐的反应机理,并展望了VPO催化剂未来的发展方向。     

顺酐生产用VPO催化剂的研究进展

综述了正丁烷选择性氧化制顺酐VPO催化剂的研究进展,介绍了催化剂制备过程中添加载体及助剂对催化剂性能的影响,讨论了正丁烷选择氧化制顺酐的反应机理,并结合国内外研究现状对VPO催化剂未来的发展方向作了展望.     

Ti/Zr助剂掺杂VPO催化正丁烷选择性氧化制顺酐

采用有机相法制备钒磷氧(VPO)催化剂,并在合成过程中加入Ti/Zr助剂,使用微型固定床反应器评价其催化正丁烷选择性氧化制顺酐的性能,考察了不同助剂元素及其化合物形式和添加量对催化剂性能的影响,分析了添加助剂对催化剂晶相及微观形貌的影响. 结果表明,加入助剂未改变催化剂的晶相结构,但促进了活性相(VO)2P2O7生成,且使反应后催化剂微观形貌发生改变,片层更破碎,活性相暴露,同时生成了利于反应的微量V5+;助剂金属Ti和Zr与V元素间的相互作用对催化剂表面P浓度及V价态都有一定影响;与不加助剂的VPO催化剂相比,相同反应条件下,Ti/Zr助剂修饰的VPO催化性能显著提高,摩尔比Zr/V为1.5%的Zr(NO3)4为助剂的催化剂的催化性能最佳,稳定状态下正丁烷的转化率高达99.1%,顺酐收率为54.4%.     

不同P与V比的Mo/VPO催化剂物相组成及其催化性能

采用有机相法制备了不同P与V物质的量比的Mo掺杂VOHPO₄·0.5H₂O前驱体,并通过体积分数为50%空气-40%氮气-10%水蒸汽混合气氛活化得到Mo/VPO催化剂,采用固定床反应器评价其催化正丁烷氧化制顺酐的性能。结果表明,Mo/VPO催化剂催化活性随P与V物质的量比的增大而降低,但顺酐选择性与P与V物质的量比并不呈线性关系,P与V物质的量比为0.9的Mo/VPO催化剂具有最佳的催化性能。XRD分析表明,Mo/VPO催化剂催化正丁烷氧化制顺酐的主要活性物相为(VO)₂P₂O₇和钒磷云母相,形成的主要因素不是P与V物质的量比,而是由焙烧条件决定。低P与V物质的量比的Mo/VPO中存在的少量V₂O₅物相能够提升催化剂的活性和顺酐选择性,但含量过高会因深度氧化降低催化性能。催化剂中存在的钒磷云母相有利于缩短催化剂稳定时间并提升催化性能。     

焙烧条件对正丁烷选择性氧化制顺酐VPO催化剂性能的影响

采用有机相还原法制备正丁烷选择性氧化制顺酐VPO催化剂,考察不同焙烧条件对催化剂性能的影响,在固定床反应器上评价催化剂性能,确定催化剂最佳的焙烧条件。结果表明,在反应气氛460 ℃焙烧2 h条件下,正丁烷转化率和顺酐选择性分别为80.9%和71.2%,顺酐收率最高达到57.6%。     

磷酸氧钒催化剂制备及其催化氧化性能研究进展

综述磷酸氧钒(VPO)催化剂制备方法及其对烷烃类物质催化氧化反应的研究进展,分析催化剂制备过程中载体、助剂、还原剂、分散剂、磷钒原子比以及在醇类溶液中回流时间等对VPO催化剂性能的影响。介绍VPO催化剂对烷烃类物质选择性氧化反应的反应机理,并展望VPO催化剂未来发展方向。     

工业级原料制备正丁烷氧化制顺酐VPO催化剂及其催化性能

采用工业级原料制备正丁烷氧化制顺酐VPO催化剂,在固定床反应器中测试催化剂性能。采用粉末X射线衍射表征合成的催化剂样品。结果表明,在反应温度372℃、空速1 500 h~(-1)和反应压力0.11 MPa下,催化剂活性较好,正丁烷转化率达到86.27%,顺酐选择性73.27%,顺酐收率63.11%。长周期试验结果表明催化剂稳定性良好。     

水热合成法对VPO催化剂结构性能的影响研究

VPO催化剂是正丁烷或丁烯氧化制稀顺丁烯二睃酐（简称顺酐）唯一的催化剂。为提高催化剂的结构性能，先后发展了水相还原和何机相还原等方法以及加入各种助剂。本文在前人研究成果的基础上，为了得到更小颗粒、更大比表面积的VPO催化剂，并能够提高其催化剂的结构性能，采用水热合成的方法成制备VPO催化剂，并结合粉末X射线衍射（XRD）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）进行表征，再根据结论讨论了制备过程的影响因素和机理。     

正丁烷氧化制顺酐催化剂的制备及其催化性能

采用有机相法制备了具有优异催化性能的正丁烷氧化制顺酐钒磷氧(VPO)催化剂。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、氮气吸附脱附、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析(TG)等方法对催化剂的制备过程进行了研究,分析了催化剂在整个制备过程中物相、价态、形貌和比表面积的变化。在固定床反应器上对正丁烷氧化制顺酐的反应条件进行研究,考察了反应温度、正丁烷浓度和反应空速等条件对催化剂性能的影响。结果表明,催化剂前驱体的主要物相为VOHPO4·0.5H2O。经活化后的催化剂活性相包括(VO)2P2O7(V4+)、VOPO4(V5+)和钒磷云母相(V4+和V5+混合相)。催化剂呈规则的片层结构,具有较高的比表面积,可以达到24.08 m2/g。催化剂在制备过程中需要经过干燥、焙烧和气氛活化,对催化剂的形成具有至关重要的作用。最佳的反应条件:反应温度为395℃,正丁烷摩尔分数为1.4%~1.5%,反应空速为2 000 h-1,此时正丁烷转化率为85%~87%,顺酐收率可达到59%~60%。     

VPO催化剂催化正丁烷氧化工艺条件的研究

采用有机相还原法制备了VPO催化剂,并将其用于正丁烷催化氧化合成顺酐。利用单因素实验考察反应温度、原料气组成和空速对催化反应的影响。结果表明,在反应温度420℃、正丁烷物质的量分数1.5%和体积空速1 800 h-1工艺条件下,正丁烷转化率83.23%,顺酐选择性70.59%。     

活化气氛对正丁烷选择性氧化制顺酐催化剂性能的影响

研究了正丁烷选择性氧化制顺酐钒磷氧催化剂的前驱体分别在空气、水蒸汽-空气、正丁烷-空气以及氮气4种活化气氛活化对催化剂性能的影响,采用BET、XRD和XPS等对活化后的催化剂进行表征。结果表明,采用水蒸汽-空气活化的VPO-2催化剂晶相组成较好,钒平均价态为4.19。丁烷氧化评价试验结果表明,VPO-2催化剂的催化性能较好,正丁烷转化率达92.47%,顺酐选择性达60.48%。     

Site isolation for light hydrocarbons oxidation

From consideration of several examples of catalytic oxide systems, it appears that the mild oxidation of light alkanes to oxygenates is controlled by the local properties of the surface of oxides which favour the isolation of the active cation or of a controlled number of active sites. This appears to be quite general on massic mixed oxides as well as on supported oxides. Two examples are given for n-butane oxidation to maleic anhydride on the VPO catalyst and for ethane oxidation to acetic acid on the VPMoO/TiO₂catalyst. This conclusion was reached by using several physicochemical techniques which are complementary and may distinguish the surface and the bulk properties of the catalytic oxides. As a consequence, the improvement of the performance of a catalytic oxide system and the discovery of new generation of catalysts will stem from the modification at short distance of the local environment of the active site.     

丁烷氧化制顺酐循环流化床反应系统的温度匹配(Ⅱ)性能模拟、分析与反应温度匹配

利用本文 (Ⅰ )报发展的模型和算法对整个CFB系统的性能和不同氧种的历时变化与操作条件的相互关系进行了分析 ,特别是揭示了提高流化床再生器反应温度 ,使两反应器的性能和反应速率更好匹配的显著效果 ,为进一步开发研究指明了方向     

制备方法对正丁烷氧化制顺酐的V-P-O催化剂性能的影响

本文应用多种测试手段对两种不同方法制备的V-P-O催化剂进行了表征,并对其用于丁烷氧化制顺酐的催化活性进行了评价。实验表明,制备方法对催化剂的相组成、孔径分布、比表面积等有明显影响,但对其形貌的影响不大。实验还表明,(VO)_2P_2O_7相是正丁烷氧化制顺酐催化剂的活性相。孔径在100—2000(?)的孔容增多,有利于提高催化剂的活性。     

C4馏分合成富马酸一乙醇胺酯及其在金属加工液的应用

利用石油副产物C4资源,采用VPO-Sn·Al·Mg复合催化剂,用正丁烷选择氧化反应制备顺丁二烯二酸酐中间体,再采用HCl、MgCl2等复合催化剂,在上述反应产物中加入一乙醇胺合成富马酸一乙醇胺酯。产品具有清洗、润滑和防锈的性能,可以作为金属加工液（切削液,清洗剂,防锈油）的添加剂材料。