Ni/SiO2系列液相加氢催化剂的研究

针对工业上辛醇合成过程,两步法加氢工艺中的第二步液相加氢反应工艺,研究了共沉淀法制备的Ni/SiO2系列液相加氢催化剂.在小型加压评价装置上,考察了催化剂中活性组分镍含量、助剂镁的加入对催化剂加氢性能的影响.在此基础上,进行了500 h运转评价实验.实验结果表明,Ni/SiO2系列液相加氢催化剂中活性组分镍的质量分数在55.0%左右时,催化剂的加氢活性最佳;在催化剂中加入少量的助剂镁有利于提高催化剂的加氢活性,加入镁的质量分数在4.5%～5.5%左右为最佳.此液相加氢催化剂用于两步法加氢的辛醇合成过程中的液相加氢反应时,具有良好的加氢活性、选择性和稳定性.     

沉淀法高镍催化剂的制备及其催化重整抽余油加氢性能

采用沉淀法以拟薄水铝石为铝源制备了高镍加氢催化剂,考察了催化剂处理重整抽余油的加氢活性、稳定性以及不同硫化物的原料适应性。研究结果表明：与苯加氢工业催化剂相比,采用并流沉淀法制备的高镍加氢催化剂具有更小的晶粒粒径(10～20 nm)、均一的形貌及更高的金属分散度(约13.8%);催化剂经Mg助剂改性后改善了Ni的电子性能,有助于提高Ni活性组分的加氢活性与稳定性;在温度120℃、压力1 MPa、体积空速1 h^-1条件下,针对重整抽余油原料(芳烃体积分数为3%、烯烃体积分数为1%、硫质量分数为10.3 mg/kg),实现烯烃和芳烃的100%脱除,与苯加氢工业催化剂对比,其抽余油加氢稳定时间延长3倍;相比含硫醇原料,吸附能更低的噻吩硫化物更容易被镍活性位吸附,促进形成不可逆的Ni—S共价键,对高镍加氢催化剂稳定性影响较大。     

骨架镍液相催化加氢制甲基异丁基甲醇

研究了以骨架镍催化剂液相催化加氢制备甲基异丁基甲醇的工艺。考察了骨架镍催化剂的活化条件、加氢反应温度、氢气压力、搅拌转速及催化剂的用量对加氢反应的影响,确定了骨架镍催化剂最适宜的活化条件(碱液质量分数20.00%,活化温度90℃,活化时间3h)和加氢反应的最佳工艺条件(反应温度105~115℃,氢气压力1.2M Pa,搅拌转速1 000r/m in,催化剂用量30g/L)。实验结果表明,在最佳工艺条件下,甲基异丁基甲酮的转化率达到100.0%,甲基异丁基甲醇的收率可达99.3%。骨架镍催化剂具有良好的稳定性和反应活性,可重复使用60次。     

糠醛气相脱羰催化剂的制备

采用固定床气相管式反应器研究了糠醛气相脱羰催化剂的制备条件 ,通过对载体、催化剂含量、pH、焙烧温度、还原温度及添加助剂的研究考察 ,找出了糠醛气相脱羰催化剂的最佳制备工艺参数 ,即载体为氧化铝、活性组分钯质量分数 0 3%、pH >9、焙烧温度 5 0 0℃、还原温度 30 0℃、助催化剂为Ni。通过扫描电镜观察催化剂的表面形貌 ,考察了不同焙烧温度对活性组分分散程度的影响。助催化剂Ni的添加提高了催化剂的选择性。     

CeO_2修饰的Pt/SiC催化剂催化CO氧化反应的性能

以SiC为载体,采用等体积浸渍法制备了Pt质量分数为1%的Pt/CeO2/SiC催化剂,采用X射线衍射、程序升温还原和CO化学吸附法对催化剂进行了表征。考察了CeO2添加量、焙烧温度、预还原温度等对Pt/CeO2/SiC催化剂催化CO氧化反应性能的影响。实验结果表明,添加助剂CeO2可显著提高催化剂表面活性组分Pt的分散度,且CeO2与Pt产生一定的相互作用,使催化剂活性显著提高;当Pt/CeO2/SiC催化剂中CeO2的质量分数为8%时,催化剂活性最高,CO的最低完全转化温度比Pt/SiC催化剂约低100℃;Pt/CeO2/SiC催化剂的最佳焙烧温度为500℃,最佳预还原温度为200℃。     

Ni2P/SBA-15催化剂的制备及加氢脱氮性能的研究

采用等体积浸渍法和H2原位还原法制备了Ni2P/SBA-15催化剂,分别考察了不同P/Ni比、还原温度、活性组分质量分数对加氢脱氮性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、N2吸附脱附(BET)等技术,考察了SBA-15分子筛及其催化剂形貌和织构性质,并以喹啉为模型化合物在微型固定床反应器上考察了不同温度对催化剂加氢脱氮(HDN)性能的影响。结果表明,当磷镍比为1,磷化镍质量分数为30%,还原温度为650℃时,其催化活性最好,在360℃、3 MPa、氢油体积比500、液时空速2h-1的反应条件下,喹啉的脱氮率可以达到85.6%。     

后处理温度对NiO/SiO_2气凝胶催化剂顺酐选择加氢性能的影响

采用TEM、XRD、TPR等物理表征技术和液相选择加氢活性评价 ,研究了焙烧和还原温度对以正硅酸乙酯和硝酸镍为原料用溶胶凝胶超临界流体干燥法制备的NiO/SiO2 气凝胶催化剂性能的影响。结果表明 ,在研究的温度范围内催化剂的织构和结构具有良好的热稳定性 ;焙烧温度高于 6 73K导致γ 丁内酯选择性下降 ;H2 还原温度对加氢性能的影响随镍含量不同而异 ,当镍含量≤ 1 3%时 ,还原温度升高加氢活性升高 ,镍含量≥ 1 3%时 ,还原温度升高不利于加氢反应的进行。     

制备方法对镍系催化剂的影响

分别采用常规浸渍法、常规共沉淀法、水热浸渍法、水热沉积法制备了Ni/Al2O3催化剂,并对催化剂进行了XRD,H2-TPR,UV-Vis DRS,HR-TEM表征;采用辛烯醛含量为5.42%(w)的辛醇原料对4种催化剂的加氢活性进行了评价;以辛烯醛含量为13.7%(w)的工业辛醇为原料对水热沉积法制备的催化剂进行500 h稳定性的考察。表征结果显示,水热沉积法制备的催化剂表面Ni O粒子大小适宜,促进了Ni O在催化剂表面的高度分散。加氢活性评价结果表明,水热沉积法制备的催化剂具有较高的活性。稳定性实验结果表明,在H2压力3.0 MPa、反应温度120℃、液态空速1.0 h-1、H2与原料的体积比300∶1的条件下,辛烯醛转化率大于99.9%,辛醇选择性为91.1%~92.4%,该催化剂具有较高的稳定性。     

工业双戊烯催化脱氢合成对伞花烃

采用液相反应,以甲酸铜-甲酸镍为催化剂,将工业双戊烯催化脱氢合成对伞花烃。考察了催化剂制备条件如活性组分前体类型及其预处理方式、沉淀方法、载体加入顺序、铜镍摩尔比以及反应条件对产物中对伞花烃质量分数的影响,催化剂较佳合成条件为:以甲酸铜-甲酸镍为活性前体,采用并流沉淀的方法,碳酸钠溶液为沉淀剂,沉淀过程中加入载体活性炭,活性前体用无水乙醇洗涤,n(Cu~(2+)):n(Ni~(2+))=1:3。最佳合成条件为:采用液相反应,在180℃反应6 h,催化剂用量每15 mL 原料1.0 g,产物中对伞花烃的质量分数可达84.52%。     

硅、磷复合助剂对MoNiP/Al2O3催化剂性质的影响

采用两种不同方式加入硅、磷复合助剂,即SiO2在干胶粉的制备过程中加入和P2O5在载体的制备过程中引入（方式 ①）、SiO2和P2O5都在载体的制备过程中引入（方式 ②）,制备了含硅、磷复合助剂的MoNiP/Al2O3催化剂,对其进行了BET、H2-程序升温还原（H2-TPR）、拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）等表征,研究了复合助剂加入方式和加入量对催化剂孔性质、活性金属配位结构、还原性质以及金属与载体之间相互作用的影响。同时,以含有一定量噻吩、哌啶和萘的液体石蜡为原料,采用微型反应器对催化剂的加氢活性进行评价。结果表明：在相同复合助剂加入量的条件下,以方式 ② 加入复合助剂制备的MoNiP/Al2O3催化剂的加氢脱硫活性高于以方式 ① 加入复合助剂时制备的催化剂,但催化剂的加氢脱氮活性却相反。当复合助剂中SiO2/P2O5质量比为2.5时,催化剂的加氢活性最好,催化剂中八面体配位的钼物种所占比例最高,H2-TPR还原峰的耗氢量最大,活性金属钼与氧化铝的相互作用最弱。     

钠作助剂的Ni／Al_2O_3上的CO_2加氢反应

用稳定态活性测试法研究了一系列不同载钠量Ｎｉ／Ａｌ_２Ｏ_３催化剂上的ＣＯ_２加氢甲烷化行为，并对它们进行了ＸＲＤ和程序升温还原表征。实验结果表明，在所用钠量范围内，于Ｎｉ／Ａｌ_２Ｏ_３上的ＣＯ_２加氢生成甲烷的活性随Ｎａ加入量的改变而变化，这与催化剂上Ｎｉ物种的分配有关，６７３Ｋ附近还原出的Ｎｉ物种可能是良好的ＣＯ_２加氢甲烷化活性中心。Ｎａ助剂的作用主要是改变Ｎｉ物种的分配。通过Ｎａ助剂的加入，可获得在化学剂量ＣＯ_２／Ｈ_２比下使ＣＯ_２几乎完全转化为甲烷的低镍催化剂。     

蒽醌法制过氧化氢的高负载Ni催化剂

以蒽醌法生产过氧化氢的加氢催化剂为研究对象,考察了以Al2O3为载体的高负载Ni加氢催化剂在固定床反应条件下的活性,并测定了加氢催化剂在不同制备条件下的比表面积、晶粒粒径、表面形貌等,初步探讨了与氢化效率相关联的内在因素。结果表明,在以Ni为主要活性组分的催化剂中,通过选择适当的Ni负载量,控制还原温度、还原时间等催化剂制备条件,充分利用δ、θ-Al2O3载体的理化特性,可以制得具有较大比表面积、活性组分高度分散、晶粒细小且不规整、有较高加氢活性的催化剂。     

纳米CeNi/Al_2O_3催化剂的结构和性能

利用H2+Ar等离子体法制备具有Ce壳的纳米Ni粒子,并用球磨法负载到载体Al2O3上制得CeNi/Al2O3催化剂。同时用浸渍法制备CeNi/Al2O3催化剂。利用SEM,BET,XRD,TPR等方法,对两种催化剂进行了表征。实验证明焙烧后纳米CeNi粒子被完全氧化,且分布在载体表面,在280℃能完全还原;而浸渍法制备的催化剂的活性组分和载体结合力较强,难以还原。在还原温度低于500℃时,纳米CeNi/Al2O3催化剂的苯加氢活性高于浸渍法制备的催化剂。     

Ni/Al_2O_3-SiO_2催化剂对碳五馏分的加氢性能

以碳五原料为探针,考察了硫化物对Ni/Al_2O_3-SiO_2催化剂加氢稳定性的影响。利用XRD、DTA-TG和孔结构分析等手段对新鲜和使用过的催化剂进行表征,并对硫化物引起催化剂活性下降的原因和机理进行讨论。结果表明,Ni/A_2O_3-SiO_2催化剂对双烯烃和炔烃的加氢活性基本稳定,转化率为100%,但对单烯烃的加氢活性则与原料中有机硫含量的高低有关。当原料中硫质量浓度小于1.0 mg/L、控制催化剂床层温度在60℃左右时,催化剂的活性稳定性良好。在1套加氢能力为8 kt/a的生产装置上进行了碳五馏分的加氢试验,工业化运行结果表明,Ni/Al_2O_2-SiO_2催化剂具有良好的稳定性。     

负载型Ni-B非晶态合金在裂解汽油加氢反应中的应用研究

通过化学还原沉积法制备超细Ni-B／Al2O3非晶态合金催化剂，以裂解汽油一段加氢为探针反应．考察了该催化剂的活性和选择性，并与晶态Ni／Al2O3催化剂及非负载型Ni-B非晶态合金催化剂进行了比较。研究表明，Ni-B／Al2O3非晶态合金的催化活性和选择性均优于晶态Ni／Al2O3催化剂。结合等离子光谱(ICP)、X-射线衍射(XRD)、差热分析法(DTA)、透射电镜(TEM)等表征手段，探讨了Ni-B／Al2O3非晶态合金的催化性能与催化剂结构的关系。     

微量TiO2对Ni/SiO2催化剂催化顺酐加氢制γ-丁内酯的促进作用

 采用等体积浸渍法分别制备了Ni/SiO₂和含TiO₂的Ni/SiO₂催化剂,采用XRD、TPR、XPS、N₂吸附-脱附技术对催化剂进行了表征,并将催化剂应用于顺酐液相加氢制γ-丁内酯反应中,考察了Ni含量、TiO₂添加量、催化剂还原温度对催化剂活性的影响。结果表明,Ni/SiO₂催化剂对顺酐液相加氢制γ-丁内酯反应具有很高的催化活性, γ-丁内酯选择性很高;Ni/SiO₂添加微量助剂TiO₂,可以提高该反应的γ-丁内酯选择性。推测可能是由于TiO₂促进了催化剂的还原,产生更多的活性中心,并且在400℃还原时,Ni和TiO₂之间产生了强金属-载体相互作用（SMSI效应）,TiO₂富集到Ni的表面,将电子转移到Ni上,产生了更多有利于吸附羰基的活性中心,从而提高了γ-丁内酯选择性。     

镍/三氧化二铝催化对硝基苯乙醚加氢制备对氨基苯乙醚

实验以浸渍法制备Ni/Al_2O_3催化剂,用于对硝基苯乙醚加氢制备对氨基苯乙醚。考察了不同镍负载量的Ni/Al_2O_3催化剂以及反应温度、溶剂用量、搅拌速度等工艺条件对催化加氢法制备对氨基苯乙醚的影响。结果表明:镍负载量30%,反应温度控制在359～368 K,溶剂与对硝基苯乙醚体积比为1:1,搅拌速率800 r/min时,对硝基苯乙醚的转化率和对氨基苯乙醚的选择性高于99.3%。分析表明,影响Ni/Al_2O_3催化剂活性及选择性的主要因素是催化剂的活性比表面积及载体Al_2O_3与金属镍之间的强相互作用。     

应用于C9石油树脂催化加氢的高性能Ni2P/SiO2催化剂研究

催化加氢是提高C9石油树脂产品质量的有效手段。本文采用程序升温还原法(TPR法)制备了Ni2P/SiO2催化剂并应用于C9石油树脂加氢反应中,考察了温度、压力、液时空速的影响。结果表明,该体系的最佳反应条件分别为：250℃, 6 MPa, 和1 h-1。其中,加氢产物可以在300小时内保持较低溴值(~250 mgBr/100g),表明Ni2P/SiO2催化剂具有高活性和稳定性。随后,采用XRD、BET、SEM、TEM和红外—吡啶吸附等手段对反应前后催化剂进行表征,以考察其高活性和稳定性的原因。结果表明,相比于NiWS的层状结构,Ni2P是类球形结构,使其暴露出更多的活性位,这可能是Ni2P具有高活性的原因。Ni2P/SiO2催化剂具有高稳定性可能由于Ni2P具有抗硫、抗烧结、抗结焦和抗积碳的性能,这些性能又进一步归因于Ni2P在含硫杂质下可能形成Ni-P-S晶相,Ni2P纳米颗粒具有高热稳定性以及Ni2P催化剂表面弱酸性。     

TiO2改性的Ni2P催化剂对选择加氢脱除芳烃中烯烃反应的催化性能

采用共沉淀法制备了TiO2改性的Ni2P催化剂（Tix-Ni2P,x为Ti/Ni摩尔比）,并以质量分数1.5%的庚烯-1的甲苯溶液作为原料,考察了TiO2改性对Ni2P催化剂加氢活性的影响。XRD和XPS结果表明,TiO2物种主要位于催化剂表面,没有与Ni2P形成固溶体或发生反应生成NiP5Ti2,但促进了Ni2P的生成,并与催化剂表面物种存在较强的电子相互作用,使得催化剂表面处于"富电子"状态。引入TiO2显著提高了Ni2P催化剂的加氢活性,并且在实验考察的体相Ti/Ni摩尔比范围内（0~0.1）,Tix-Ni2P催化剂加氢活性随TiO2含量的增加而增加。当Ti/Ni摩尔比为0.01时,催化剂对庚烯-1表现出良好的选择加氢性能,甲苯基本没有损失。而当体相Ti/Ni摩尔比大于0.01时,催化剂能够同时催化庚烯-1和甲苯的加氢反应。     

镍基催化剂上2-丙基-2-庚烯醛液相加氢工艺研究

以1-丁烯及合成气为初始原料,三苯基膦和羰基铑为催化剂,经氢甲酰化反应、常压精馏精制得到正戊醛;再以NaOH溶液为催化剂,通过正戊醛羟醛缩合反应、减压精馏精制得到含2-丙基-2-庚烯醛(PBA)97.5%(w)的癸烯醛。以Johnson Matthey公司提供的HTC Ni 500RP为催化剂,采用绝热式固定床加氢反应装置,考察了PBA液相加氢工艺过程中原料入口温度、反应压力、液态空速、氢油比(H2与癸烯醛的体积比)和原料组成对加氢反应的影响。实验结果表明,在原料入口温度100℃、反应压力4.0 MPa、液态空速0.42 g/(g.h)、氢油比600的条件下,PBA加氢反应的转化率接近100%,完全加氢产物2-丙基-1-庚醇的选择性可达97%以上;原料组成对加氢反应的影响不大。