Ca基固体碱制备及其重油裂解气化性能

采用固相合成法制备Ca基固体碱催化剂,并利用N2吸附技术、XRD、FT IR及Hammett指示剂法对催化剂进行表征。采用双管反应器进行常压渣油催化裂解和气化再生实验,考察了反应温度、水/油质量比、剂/油质量比等对裂解产物中烯烃分布的影响,并考察了不同积炭量对待生剂气化性能的影响。结果表明,铝酸钙催化剂具有较强的碱强度和总碱量、较小的比表面积和孔容积。在反应温度750℃、水/油质量比10、剂/油质量比70时,催化裂解性能最优,乙烯质量产率达到214%,总烯烃质量产率为296%。积炭量对待生剂气化性能影响不明显。再生剂的总碱量略有减小,合成气以H2和CO2为主且含量达到89%（体积分数）。将催化裂解和气化再生整合,实现了热量耦合,达到综合利用重油的目标。     

TS-1催化转化乙烯制备乙二醇

以钛硅分子筛TS 1为催化剂,以H2O2为氧化剂,详细考察了间歇式反应釜中催化剂 n(Si)/n(Ti)、反应温度、压力、H2O2浓度等参数对乙烯催化转化制备乙二醇反应的影响。结果表明,分子筛骨架钛物种含量的增加有利于提高H2O2的有效利用率和产物乙二醇的选择性,反应过程中催化剂的部分失活可能源于其表面吸附有机物种而导致的骨架钛位点可及度的降低。在反应温度60℃、乙烯压力05 MPa、H2O2浓度083 mol/L的条件下,采用n(Si)/n(Ti)为50的TS 1催化剂催化乙烯转化制备乙二醇,H2O2的有效利用率和乙二醇的选择性可以分别达到8563%和9557%。     

常温下H2O2氧化高浓度苯酚水溶液制备苯二酚

以表面活性剂为苯酚增溶剂,水为溶剂,H2O2为氧化剂,05B 05Cr 4Fe MCM 41为催化剂,催化苯酚羟基化反应合成苯二酚,考察了表面活性剂种类、苯酚在水中的质量分数(m(Phenol)/(m(Phenol)+m(H2O)))、苯酚与H2O2的摩尔比(n(Phenol)/n(H2O2))、反应温度对该反应的影响。结果表明,在以十二烷基磺酸钠为增溶剂、m(Phenol)/(m(Phenol)+m(H2O))=030、n(Phenol)/n(H2O2)=3、反应温度25℃、反应时间2 h的条件下,苯酚羟基化反应的苯酚转化率达到242%,苯二酚的选择性达到948%,且05B 05Cr 4Fe MCM 41催化剂具有良好的重复使用性能,基本满足工业化要求。     

微通道费托合成反应规律及本征动力学

在微通道反应器中,进行了钴基催化剂的费 托合成反应规律和本征动力学研究。结果表明,在微通道反应器中,采用较小的催化剂粒径和较大的体积空速可以削弱内外扩散对费 托合成性能的影响,反应的表观活化能较高;将n(H2)/n(CO)从10提高到30能够显著提高CO的转化率以及C5+的收率;而压力在1~5 MPa范围内以及空速在20000～60000 h-1范围内对选择性的影响并不明显。在温度210~230℃、压力20~30 MPa、n(H2)/n(CO)为15~25、体积空速为40000 h-1的条件下采集Co/Al2O3催化剂的本征动力学数据点,通过对备选模型进行拟合和比较得出最优的本征动力学方程。模型平均相对偏差为777%,模型能够对反应速率进行有效的预测。     

纳米NaY分子筛的合成优化

以工业级水玻璃为硅源,在无模板剂、无导向剂、无添加剂的条件下,成功地合成了粒径小于100 nm的NaY分子筛,并采用XRD、FT IR、SEM、粒度分析、N2吸附 脱附、ICP、29Si和27Al NMR等手段对其进行表征。考察了合成体系中n(Na2O)/n(Al2O3)、n(H2O)/n(Al2O3)及初始凝胶陈化温度与陈化时间对NaY分子筛晶粒大小的影响,并与常规工业NaY进行比较。结果表明,增大n(Na2O)/n(Al2O3),有利于减小NaY分子筛的晶粒尺寸,但同时也降低了其 相对结晶度,当n(Na2O)/n(Al2O3)大于17时,导致NaY分子筛向P型分子筛转变;降低n(H2O)/n(Al2O3),有利于生成小晶粒NaY分子筛,但当n(H2O)/n(Al2O3)低于240时,就会出现P型杂晶。NaY分子筛的平均粒径随着初始凝胶陈化温度的升高而减小,但当陈化温度达到70℃时, 得到P型分子筛产物;随着初始凝胶陈化时间的延长,NaY分子筛的粒径逐渐变小,陈化时间长于5 h时,就会出现P型杂晶。在n(Na2O)/n(Al2O3)为16、n(H2O)/n(Al2O3)为360、65℃陈化4 h的优化合成条件下,合成了平均粒径在80 nm左右且粒度分布较窄的NaY分子筛,其骨架nSi/nAl=218。     

CaO/Al2O3复合催化剂催化裂解大豆油制备烃类燃料的研究

以物理混合法制备复合催化剂CaO/Al2O3,采用单因素实验法,在固定床反应器以大豆油为原料进行CaO/Al2O3复合催化剂催化裂解大豆油制备烃类燃料的研究,考察裂解温度、空速、m（CaO）/m（Al2O3）对裂解产物的影响。结果表明：在裂解温度为510 ℃、空速为10.00 h-1 、m（CaO）/m（Al2O3）为2：8的条件下,裂解液收率为71.00%;裂解油组成中烃类质量分数高达80.96%,裂解油的运动黏度(20 ℃)为3.1 mm2/s,酸值为4.1 mg KOH/g,氧质量分数为2.37%,热值达44.79 kJ/g。     

Dawson结构磷钨酸银催化剂的制备、表征及其催化合成乙酸正丁酯

采用沉淀法制备了磷钨酸银（Ag3H3P2W18O62〖KG-*3〗·〖KG-*3〗nH2O）催化剂,通过FT IR、UV Vis、XRD、EDX、 SEM、NH3 TPD 对其进行了表征,并用于催化乙酸与正丁醇酯化合成乙酸正丁酯反应。结果表明,合成的〖JP〗Ag3H3P2W18O62〖KG-*3〗·〖KG-*3〗nH2O 具有Dawson结构,呈微球状,粒子大小在200～300 nm范围;同时具有Brnsted酸和Lewis酸的弱酸中心、强酸中心和超强酸中心,可发挥Brnsted酸性和Lewis酸性催化剂的双重作用,在乙酸和正丁醇的酯化反应中具有良好的催化性能。在优化反应条件下,即醇/酸摩尔比20、反应温度120℃、催化剂质量分数048%（以反应物质量计）、反应时间20 h条件下,酯化率可达970%。催化剂易回收重复使用,重复使用5次,酯化率仍可保持在863%。     

H-SAPO-34分子筛磷改性机理及作用

选取n(Si)/n(Si+Al+P)为0120和0086两种H SAPO 34分子筛进行磷改性,制备出一系列(n(P)/n(Si)为033~167)磷改性H SAPO 34分子筛样品。采用XRD、XRF、SEM、BET、NH3 TPD和29Si NMR、27Al NMR、31P NMR手段分析磷改性H SAPO 34分子筛的物相、孔结构和酸性以及骨架元素Si、P、Al的化学配位,并通过脉冲微反实验考察磷改性对H SAPO 34分子筛催化甲醇制烯烃（MTO）反应活性和烃产物分布及选择性的影响。〖JP2〗结果表明,对H SAPO 34进行磷改性时,在高温水蒸气作用下,磷氧化物能够均匀分布在H SAPO 34〖JP〗分子筛晶体的外表面,并随机与表面的骨架Al、P发生化学配位,引起骨架结构中的P-O-Al键和Si-OH-Al键断裂;随着n(P)/n(Si)增加,表面骨架铝的配位数提高,促进了AlPO4鳞石英相生成,以及Si-O-Al键断裂和Si(OSi)4无定形相析出,伴随着孔结构破坏、相对结晶度下降以及酸量降低。采用n(P)/n(Si)为033~133范围内的磷改性H SAPO 34分子筛催化MTO反应,随着n(P)/n(Si)的增加,产物中C4、C5烃的含量有所下降,C2烃的含量明显增加,择形性提高,乙烯选择性提高。     

铈钛氧化物载体对La0.8Ce0.2MnO3催化燃烧甲苯性能的影响

以复合氧化物CeO2 TiO2为载体、La08Ce02MnO3为活性组分,采用等体积浸渍法制备了氧化物负载型催化剂La08Ce02MnO3/CeO2 TiO2(记为La/CexTi)。以甲苯为模型污染物,考察了载体的制备方法、nCe/nTi、焙烧温度、钙钛矿负载量对催化剂活性的影响。并采用XRD对催化剂进行了表征分析。结果表明,以共沉淀法制备的CeO2 TiO2作为载体负载钙钛矿活性组分制备的La/CexTi催化剂表现出较高的催化活性;当采用载体中nCe/nTi为05、活性组分负载质量分数为20%、焙烧温度为600℃时制备的La/CexTi催化剂,甲苯完全转化温度为240℃。CeO2 TiO2复合氧化物载体以非晶态CexTi1 xO2固溶体形式存在,钙钛矿均匀分散在载体的表面,载体对于催化剂活性的提高起到协同效应。     

渣油流化床催化裂解与积炭气化燃烧催化剂再生

采用实验室流化床反应器研究了渣油裂解耦合焦炭气化燃烧分级转化委内瑞拉稠油减压渣油技术的可行性。FCC平衡催化剂经过水蒸气失活处理得到的 A FCC催化剂在渣油裂解中表现了合适的裂解催化活性,可确保渣油裂解获得较高的液体产率和较低的焦炭产率。考察了裂解温度、蒸汽/油质量比、剂/油质量比等主要操作参数对A FCC催化剂催化渣油裂解性能的影响,也对比了积炭催化剂的气化再生和先气化后燃烧再生的再生效果。结果表明,在520℃、蒸汽/油质量比06、剂/油质量比617等最优操作参数下,渣油裂解的转化率超过90%,液体产率超过75%。积炭催化剂气化气中CO和H2总体积分数达到86%;与仅采用气化再生方法相比,先气化再燃烧的再生方法缩短了再生时间约40%,再生后的催化剂具有与原A FCC更接近的裂解活性,验证了渣油流化床催化裂解耦合气化燃烧再生催化剂技术的优势。     

甲烷部分氧化制合成气反应中Ni基催化剂的研究

在固定床流动反应器中,在反应温度800℃、空速1 0×105h-1、n(CH4)/n(O2)/n(N2)为2/1/1的条件下,测定了质量分数为10%Ni/α-Al2O3、10%Ni/γ-Al2O3催化剂用于甲烷部分氧化制合成气的活性和稳定性。结果表明,一定反应条件下,10%Ni/α-Al2O3催化剂的活性和稳定性均高于10%Ni/γ-Al2O3催化剂。10%Ni/γ-Al2O3催化剂经800℃还原和800℃反应后的比表面积下降以及催化剂在反应过程中的积碳都是导致催化剂稳定性下降的原因。     

马来酸二丁酯催化合成用新型催化剂的研究

液相法酯化合成马来酸二丁酯是典型的酸催化反应。本论文研制了系列γ Al2O3系、硅铝系催化剂,用于马来酸二丁酯的合成;考察了催化剂种类和制备工艺,以及反应工艺条件的影响。实验结果表明:以并加法制备的SiO2/Al2O3(x(Si)/x(Al)=1/1,沉淀pH值6 0)催化效果最好,在120℃、催化剂用量为1 0g、n(酸)/n(醇)=1/4下,反应3h,马来酸转化率达73 31%。     

核壳型多级孔道ZSM-5/MCM-41分子筛的制备及其在汽油改质中的应用

在碱处理ZSM 5的浆液中外加模板剂和新的硅铝源,采用水热合成法合成了具有微孔和介孔孔道的多级孔道H ZSM 5/MCM 41分子筛,采用XRD、BET和HRTEM等方法对其表征。在20 MPa、350℃、体积空速2 h-1、氢/油体积比300的条件下,采用固定床反应器,考察了合成分子筛经等体积浸渍法负载不同n(Ni)/n(Mo)双金属活性组分所得催化剂对加氢脱硫后的FCC汽油重组分的加氢改质催化性能。结果表明,合成的H ZSM 5/MCM 41分子筛中外加硅铝源的Si/Al摩尔比为50时,可以得到孔道结构较好的多级孔道分子筛,该分子筛具有以ZSM 5分子筛相作为核、介孔MCM 41相作为壳的核壳结构。多级孔道分子筛负载NiMo双金属活性组分的催化剂催化汽油加氢异构化和芳构化性能与其酸性和孔结构密切相关,当催化剂中n(Ni)/n(Mo)=1/2,w(Ni)=30%时,其汽油加氢异构化和芳构化催化性能较好。     

固态13C-NMR法表征渣油沥青质的结构组成

以长庆常压渣油、胜利减压渣油和加拿大减压渣油为原料,研究了正庚烷沥青质的结构及组成,根据固态13C NMR分析结果,计算了沥青质分子的平均结构单元参数,并模拟出了沥青质的结构单元模型。结果表明,沥青质分子由4个左右的结构单元组成,每个结构单元包括5～7个缩合芳香环。沥青质中的饱和碳以环烷碳为主,并包含少量的短烷基侧链,沥青质的n(HS)/n(CS)在16左右。对于平均相对分子质量较大、具有较短烷基侧链和较少取代基的沥青质分子,由核磁共振氢谱计算其结构参数时,采用重油计算过程的假设--芳香环烷基侧链上α位及β位和β位以远的氢/碳比为2(x=y=2)是不合理的,可能会导致计算结果与沥青质的真实结构存在较大的误差。     

含分子筛NiMoP/Al2O3催化剂上邻二甲苯异构化的反应性能

以具有不同孔结构的微孔分子筛为酸性组分,制备了含分子筛的硫化态NiMoP/Al2O3催化剂。考察了临氢条件下邻二甲苯的异构化反应,采用XRD、N2吸附 脱附、吡啶吸附红外和SEM等表征手段对分子筛及催化剂样品进行物化性质分析。结果表明,分子筛的孔结构和酸性中心的可接近性是影响该催化剂体系上邻二甲苯的反应活性及产物分布的主要因素。在反应温度为300℃、氢分压40 MPa、氢气/邻二甲苯（体积比）为1000的条件下,含Beta分子筛催化剂的总反应活性及异构化反应活性最高。与由Al2O3和分子筛挤条成型制得的催化剂相比,使用NiMoP/Al2O3和分子筛机械混合催化剂的邻二甲苯异构化反应活性明显提高。     

高水热稳定性加氢脱氧催化剂的制备

采用共沉淀法制备了具有优异水热稳定性的镁铝尖晶石,以XRD、BET、NH3 TPD等手段对其进行了表征;以MgAl2O4为载体负载活性组分制备了MoNi/MgAl2O4加氢脱氧催化剂,并以含体积分数20%小桐子油的正辛烷溶液为原料,采用连续固定床反应装置评价了其加氢脱氧活性和水热稳定性。结果表明,与以γ Al2O3为载体的MoNi/γ Al2O3催化剂相比,以MgAl2O4为载体的MoNi/MgAl2O4催化剂具有较优异的加氢脱氧活性和水热稳定性,因为在水热环境下,载体γ Al2O3与MoxNiy作用生成活性较低的MoO2和AlNi3,而MgAl2O4水热前后的性质稳定。对于大分子植物油加氢脱氧反应,载体的酸量和比表面积对MoNi/MgAl2O4催化剂的加氢脱氧活性影响较小,孔径应是影响催化剂催化活性的主要因素。