铁酸盐系列丁烯氧化脱氢催化剂研究进展

综述了铁酸盐系列催化剂(Fe系催化剂)在丁烯氧化脱氢反应中的应用研究进展,介绍了Fe系催化剂的活性中心和氧化脱氢机理,分析了催化剂的失活原因,详述了助剂对Fe系催化剂催化性能的影响,并对Fe系催化剂的发展方向进行了展望。开发出高反应活性、高选择性和高强度的新一代Fe系丁烯氧化脱氢制丁二烯的高效催化剂,是今后的主要研究方向,同时,开发资源利用率高、低投资、低生产成本和废水量少的丁烯氧化脱氢工艺也非常关键。     

改性铁酸锌催化剂的合成及其丁烯氧化脱氢活性

采用共沉淀法制备铁酸锌催化剂,考察改性元素Mg、B、Zr、Ce、La对铁酸锌催化剂结构和丁烯氧化脱氢性能的影响。采用XRD、TEM和N_2吸附-脱附对镧改性铁酸盐催化剂进行金属元素组成的优化研究,确认镧元素在催化剂中存在的形态和作用。结果表明,La改性铁酸锌催化剂晶粒粒径(20～50) nm,具有较大的比表面,主要活性组分是α-Fe_2O_3和ZnFe_2O_(4,)催化剂的活性随着Fe含量的升高而升高,n(Fe)∶n(Zn)∶n(La)=4∶1∶1催化剂具有最高的催化活性,反应温度380℃时,其TOF值2.1×10~(-3) mol_(butene)·mol_(surface-Fe)·s~(-1)。     

丁烯氧化脱氢制备丁二烯专利技术研究进展

从催化剂、生产工艺、"三废"处理以及设备等方面概述了最近我国丁烯氧化脱氢制备丁二烯专利技术的研究进展,指出了其今后的发展方向。     

丁烯氧化脱氢流化床用W-201催化剂的研究与开发

本文报导了丁烯氧化脱氢制丁二始新型无铬铁系W-201催化剂的实验室研究和工业生产结果在 H-198催化剂的基础上,未经中试,在φ2600mm挡板流化床生产装置上,实现了工业放大试生产一次成功 在与H-198催化剂相近的操作条件下,在1008小时的连续运转中,获得了平均丁二烯收率70.4%,平均丁二烯选择性89.8%的结果。     

丁烯氧化脱氢制丁二烯的反应器

就Ⅷ族变价催化剂丁烯氧化氢制丁二烯的多旋档板流化床进行了较铨面的描述，并与国外的绝热固定床和列管式恒温固定床进行了对比，说明了各自的利弊。指出：现有催化剂，如果采列管式恒温固定床反应器，将会使丁二烯收率（单程）由６２．２％（目前国内和世界水平）提高到７８．７％（单程），这将是丁烯氧哗脱氢制丁二烯工艺的一个重大进步。     

B-O2催化剂上丁烯氧化脱氢动力学研究

本文利用内循环无梯度反应器,在320～420℃及较宽的各组分分压范围内研究了B-02工业催化剂用于丁烯氧化脱氢反应的本征动力学.按照串-并联反应网络,依据Redox机理、L-H机理和幂函数型规律构想出28个动力学模型;应用模型参数的物理特征、参数估值中的残差平方和相对大小以及非本征参数法筛选模型;采用模式探测法和马垮特法相结合的综合方法进行模型参数估值,从而求得适宜的本征动力学模型.最后对所定动力学模型进行显著性检验,证明该模型对实验数据确有较好的表现力.文中还讨论了水/烯比值对模型参数的影响、丁二烯的阻碍作用及催化剂的选择性等问题.     

φ3.4m流化床丁烯氧化脱氢制备丁二烯的生产条件

在φ3.4m流化床上,利用H-198催化剂,丁烯氧化脱氢制备丁二烯一次开车成功。本文论述了生产过程中的适宜操作条件——原料中异丁烯≤0.5％,反应温度375±3℃,反应入口压力3.92—5.85×(10)~4Pa,氧烯比0.65—0.70,水烯比8—12,空速185—200h~(-1)。     

BiOCl催化剂的丙烷氧化脱氢催化性能

以_L-赖氨酸为模板剂,采用沉淀法制备了BiOCl催化剂,对催化剂进行了X射线衍射、N₂吸附-脱附和H₂-TPR等表征,并测试了BiOCl催化剂对丙烷氧化脱氢制丙烯反应的催化性能。结果表明,制备的BiOCl催化剂为四面体结构,500 ℃焙烧3 h后,催化剂比表面积为11.2 m²·g^-1,未完全还原氧物种的含量较多。随着反应温度升高,丙烷转化率和丙烯选择性增加,丙烷转化率为20%时,丙烯选择性达64.5%。     

乙烷脱氢催化剂研究进展

乙烯是重要的有机化工原料,随着乙烯需求量的不断增加以及石油资源的日益匮乏,乙烷脱氢已成为乙烯增产的重要途径。乙烷脱氢制乙烯受到越来越多的关注,乙烷脱氢催化剂逐步改善。本文首先介绍了近年来国内外乙烷脱氢制乙烯的研究现状,然后从催化剂制备方法、性能以及应用等方面对乙烷催化脱氢催化剂和乙烷氧化脱氢催化剂的研究进行了总结,并对其进行了系统分类。催化脱氢是低碳烷烃转化为烯烃的有效途径,烯烃选择性高,受到热力学平衡限制,能耗较高。氧化脱氢由于氧化剂的引入打破了热力学平衡限制,能够有效抑制焦炭的生成,减少能量消耗。然而,深度氧化反应难于控制,乙烯的选择性低。因此,选取合适的催化脱氢催化剂,尽可能提高乙烷单程转化率、降低能耗是乙烷脱氢的关键。     

Deactivation of alkane oxidative dehydrogenation catalyst by deep reduction in periodic flow reactor

The activity loss of β‐NiMoO₄ catalyst has been studied in the oxidative dehydrogenation of propane with an operating periodic flow reactor. Under severe operating conditions (i.e., high temperature and long periods of the pulses), the lattice oxygen depletion is faster than the reoxidation one. After an induction period, carbon whiskers on the catalyst surface were detected together with noticeable amounts of cracking products in the gas phase as CH₄, C₂ hydrocarbons and H₂. Deep reduction dramatically changes the reaction path and irreversibly modifies the catalyst. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

乙苯脱氢催化剂焙烧工艺的改进

以乙苯脱氢制苯乙烯催化剂为研究对象,对采用连续式回转炉和马弗炉焙烧的催化剂分别进行了物性分析和活性评价。结果表明,采用回转炉焙烧的催化剂样品在外观、强度、比表面积、孔容、孔径、晶粒形貌和催化活性等均优于马弗炉焙烧的催化剂,可用连续式回转炉代替马弗炉。     

直链烷烃脱氢催化剂载体制备新工艺

研究了以Na Al O2-Al2(SO4)3为原料制备直链烷烃脱氢催化剂载体的工艺,考察p H交替变化对直链烷烃脱氢催化剂载体孔结构的影响,采用XRD、TEM、DTG、DTA、氮吸附-脱附仪和压汞仪等对载体的晶相、粒子形态、结晶水含量、比表面积及孔分布进行表征。结果表明,p H交替变化使拟薄水铝石晶粒尺寸增加,结晶水含量降低,制备出孔容≥1.2 m L·g-1、比表面积≤150 m2·g-1和堆积密度≤0.32 g·m L-1的具有双孔分布的直链烷烃脱氢催化剂载体γ型氧化铝。酸性条件下,大量细小无定形氧化铝迅速溶解,有利于更多细小拟薄水铝石颗粒形成;碱性条件下,这些迅速溶解的无定型氧化铝附着在拟薄水铝石颗粒上,使拟薄水铝石一次粒子逐步长大,结晶度增加。     

丙烷氧化脱氢制丙烯研究进展

开发新型丙烯制备工艺对于满足人们日益增长的丙烯需求具有重要意义。由于商业化无氧脱氢技术存在热力学平衡限制、反应温度高、催化剂易积炭等不足,近年来,人们将研究重心转向了丙烷氧化脱氢技术。本文简述了丙烷氧化脱氢制丙烯的发展现状,综述了近年来文献报道的丙烷氧化脱氢催化剂体系（V基、Cr基、Co基、Ni基、Mo基、Pt基、Ce基和非金属基催化剂）、机理研究和不同氧化剂选择,并对各自的优势和不足进行了简单分析。分析发现,虽然目前丙烷氧化脱氢催化剂的种类非常广泛,但产物丙烯的收率仍有待提高,机理研究也需要更加系统和深入。最后指出,系统研究丙烷氧化脱氢机理,并在此基础上开发先进催化剂,进一步提高丙烯的选择性和收率是未来丙烷氧化脱氢研究的重要方向。     

用于二乙醇胺脱氢反应的铜锰系催化剂制备条件的研究

研究了铜锰系催化剂并流共沉淀法的制备条件对二乙醇胺催化脱氢反应性能的影响。结果表明,在铜锰原子比为1、溶液浓度0.4 mol·L^-1、沉淀pH为12、沉淀温度70　℃、焙烧温度550 ℃和还原温度210 ℃时,催化剂性能最好。在反应温度150 ℃和压力0.8 MPa,催化剂用量为二乙醇胺质量10%的反应条件下反应 5 h,亚氨基二乙酸盐收率可达93.2%。     

纤维状BPO4/SiO2催化剂的制备及其丙烷氧化脱氢性能

通过静电纺丝法制备了一种高温焙烧后具有纤维状结构的磷酸硼/二氧化硅（BPO₄/SiO₂）催化剂,并考察了BPO₄负载量和焙烧温度对该催化剂的结构和催化丙烷氧化脱氢性能的影响。研究发现焙烧过程使纤维直径减小。随着BPO₄负载量的增加,丙烷氧化脱氢活性增高。当BPO₄负载量为7%（质量分数）,焙烧温度为600℃时,BPO₄/SiO₂催化剂具有最佳的催化性能;在反应温度为480℃下,丙烷转化率和丙烯产率分别达到17.0%和13.0%,且催化剂稳定性良好。当焙烧温度较低时（550℃）,催化剂中的有机物分子未被除尽,导致烯烃的选择性偏低;当焙烧温度较高时（700℃）,SiO₂结构收缩紧密,抑制了活性相的暴露。由于纤维结构可暴露更多活性位点,该催化剂较相同条件下粉末状BPO₄催化剂有着更高的催化活性。