羟基新戊醛加氢合成新戊二醇催化剂及工艺研究

采用沉淀法制备了四种不同铜负载量的加氢催化剂,以氢氧化钠为沉淀剂,以碱性硅溶胶作为载体,比较了不同铜含量催化剂的活性。在固定床上考察了在不同条件下羟基新戊醛的转化率和新戊二醇的选择性,在反应压力2.5 MPa,氢醛比为10,反应温度为100℃,液时空速1.0 h-1,催化剂铜负载量为15%条件下,羟基新戊醛转化率达94%,新戊二醇选择性达99%。     

羟基新戊醛加氢制新戊二醇催化剂及工艺

采用均匀沉淀法制备了4种金属氧化物(Co、Mn、Ni、Zn)修饰的Cu/Si O2催化剂,并用于催化羟基新戊醛(HPA)低压下加氢合成新戊二醇(NPG),在固定床连续反应装置上研究了不同助剂及反应条件对催化剂性能的影响。其中,Co修饰的Cu/Si O2催化剂,在压力0.10~0.62 MPa、反应温度90℃、HPA质量分数11.24%、n(H2)∶n(HPA)=4∶1和液时空速1.4 h-1的条件下,羟基新戊醛转化率大于99.0%,新戊二醇选择性接近100%。利用XRD、BET和TG表征了不同助剂修饰前后催化剂的物化特性。结果表明:经Co修饰后的催化剂并没有改变Cu O的晶相结构,而且阻止了Cu O晶粒生长,同时增强了活性组分和载体之间的相互作用。     

羟基新戊醛加氢制新戊二醇催化剂及工艺研究

介绍了一种新型的负载型铜基催化剂,用于催化羟基新戊醛(HPA)低压下加氢合成新戊二醇(NPG),并在固定床连续反应装置上研究了不同助剂及反应条件对催化剂性能的影响。采用均匀沉淀法制备了四种助剂(Co、Mn、Ni、Zn)修饰的Cu/SiO2催化剂,其中Co修饰的Cu/SiO2催化剂,在压力0.10~0.62 Mpa、反应温度90℃、HPA质量分数11.24%、n(H2):n(HPA)=4：1和液时空速1.4 h-1的条件下,羟基新戊醛转化率大于99.0%,新戊二醇选择性接近100%。利用XRD、BET和TG表征了不同助剂修饰前后催化剂的物化特性。结果表明：经Co修饰后的催化剂并没有改变CuO的晶相结构,而且阻止了CuO晶粒生长,同时增强了活性组分和载体之间的相互作用。     

镍/氧化铝加氢催化剂的制备及性能研究

羟基新戊醛（HPA）的加氢多采用贵金属和铜系催化剂,为了更好地降低催化剂生产成本和操作成本,分别对比了共沉淀法和浸渍法制备的镍/氧化铝催化剂,并以HPA为原料,在固定床装置上考察了系列催化剂加氢合成新戊二醇（NPG）的催化性能。采用X射线衍射（XRD）、氮气物理吸附（BET）、一氧化碳脉冲吸附等方法进行表征,结果表明,浸渍法制备的20%镍/氧化铝催化剂,比表面积较大,金属分散性好,且催化剂中的镍物种易被还原,其反应性能良好。在相对较温和的反应条件下,即反应温度为103 ℃、反应压力为3 MPa、液时空速为1 h^-1、氢醛物质的量比为10时,HPA转化率为100%,NPG选择性为99.3%。在1 000 h的长周期评价过程中,该催化剂保持了较好的活性,具有更好的工业化前景。     

多聚甲醛和异丁醛合成羟基戊醛的工艺研究

针对采用甲醛水溶液合成新戊二醇传统工艺过程废水排放和副反应多等缺点。提出采用异丁醛（IBD）和多聚甲醛（PFA）在三乙胺（TEA）催化下制备新戊二醇（NPG）的中间产物羟基戊醛（HPA）的新方法。考察了溶剂种类与溶剂含量、原料配比、反应温度和反应时间以及催化剂用量对HPA收率的影响。得到的最佳工艺条件为：反应温度75℃，n（PFA）：n（IBD）：n（TEA）=1．07：1：0．06，反应时间3h。经过GC分析，IBD转化率为98％以上，HPA收率94％以上。     

用于合成新戊二醇的 Cu/ZnO加氢催化剂研究

报道了采用异丁醛和甲醛为原料缩合成反应得到的中间体羟基戊醛（HPA）加氢合成新戊二醇（NPG）的Cu-ZnO加氢催化剂的研究结果。通过试验确定了较佳的催化的催化剂制备条件及加氢反应工艺条件，研制了重复性能良好、制备方法简便、活性和稳定性好的催化剂；并采用XRD、DSC、TEM及比表面测定等手段，对研制的催化剂进行表征，并将其与加氢活性进行关联。通过实验发现，加氢催化剂的活性和产物收率与催化剂中铜晶粒大小及表面积有着直接的关系。金属铜是活性组分，氧化锌的存在有利于氧化铜完全还原，还原不完全则会促进HPA缩合副反应的发生；催化剂失活的主要原因是由于铜晶粒的长大。     

载体表面羟基种类对DMO加氢用Cu/SiO2催化剂性能的影响

通过程序升温焙烧改变气相纳米二氧化硅表面的羟基含量及种类,并以其为载体,采用蒸氨法制备了Cu/SiO₂催化剂,使用比表面积测试（BET）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、漫反射傅里叶变换红外光谱（DRIFT）、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、NH₃/CO₂程序升温脱附（NH₃/CO₂-TPD）、X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）等方法研究了Cu/SiO₂催化剂的结构和酸碱性,采用固定床反应器在低温（448K）、低压（1.5MPa）的反应条件下进行草酸二甲酯加氢制备乙二醇的反应,评价其催化活性。结果表明,高温焙烧二氧化硅载体可显著改变后续合成Cu/SiO₂催化剂的结构并降低其酸碱性,对提高乙二醇选择性和降低草酸二甲酯加氢过程中醇类或醚类副产物的选择性具有明显的促进作用。但同时该过程会导致催化剂的活性降低,载体焙烧（473K）后合成的催化剂均需要提高氢酯比方能获得最佳反应结果。其中经873K焙烧的二氧化硅制备的Cu/SiO₂-4催化剂,在最佳反应条件下乙二醇的选择性由低温焙烧后的92%左右提升到97%以上,草酸二甲酯转化率保持在100%。     

羟基新戊醛合成工艺及其动力学

羟基新戊醛是合成多种精细化学品的重要中间体。以叔胺溶液为催化剂,利用正交实验法优化了甲醛异丁醛缩合制备羟基新戊醛的工艺条件,并考察了缩合反应动力学。由正交实验结果得到最佳反应条件为:催化剂的用量为3%质量分数,反应温度75℃,甲醛与异丁醛的物质的量之比为1.1:1,反应压力0.3 MPa,反应时间80 min,在此条件下产物收率可达98.33%。动力学的研究结果表明:缩合主副反应的表观活化能分别为40.801 k J/mol和64.088 k J/mol;主反应对异丁醛、甲醛反应级数分别为1和1.2,副反应对羟基新戊醛的反应级数为2。通过残差分析和统计检验,表明动力学模型是适定的。     

无隔膜电解槽内羟基新戊醛的间接电氧化

在无隔膜电解槽内,电解溴离子生成溴单质作为氧化剂,氧化羟基新戊醛为羟基新戊酸。研究了pH、反应温度、反应物浓度和阳极电位对电流效率及选择性的影响。结果表明,在无隔膜电解槽内,以Br-/Br2为媒质的间接电氧化法可以制取羟基新戊酸,电流效率最高可达61 9%,选择性可达90%。     

甲醛和异丁醛缩合加氢合成新戊二醇的研究

对甲醛与异丁醛(IBD)缩合制羟基新戊醛(HPA)及HPA加氢制新戊二醇(NPG)进行了研究。以有机胺为催化剂,通过反应工艺条件的优化,异丁醛与甲醛缩合反应中IBD的转化率大于99%,HPA的选择性大于96%。在HPA加氢制NPG反应中,详细考察了铜基加氢催化剂的制备工艺和反应条件对HPA加氢制NPG反应的影响。结果表明,在较优反应条件下,HPA的转化率大于99%,NPG的选择性大于97%,且加氢催化剂稳定性良好,连续运行2000h未见明显失活。     

铜改性镍基催化剂对联苯加氢的影响

用浸渍法制备了一系列金属负载型催化剂,用于联苯催化加氢制备环己基苯（CHB)。侧重考察了Cu改性的Ni基催化剂Ni-Cu/Al2O3的催化性能,并用X射线粉末衍射(XRD)、氮气吸附脱附(BET)、扫描电子显微镜（SEM）及透射电子显微镜（TEM）对催化剂进行表征。研究发现,50%(ω)Ni-10%Cu(ω)/Al2O3中,Cu晶粒在催化剂表面优先析出,使表面Ni活性中心稀释、Ni晶粒变小,从而提高CHB的选择性。结果表明：在环己烷溶剂中、50%(ω)Ni-10%Cu(ω)/Al2O3催化作用下、于2.2MPa H2、200℃反应4h,联苯的转化率可达94.7%,CHB的选择性达到99.8%。催化剂循环使用10次后,联苯的转化率稍有降低,CHB的选择性几乎不变。     

载体对镍基催化剂催化苯加氢反应的影响

采用共沉淀法制备了不同载体负载的超细镍催化剂,考察了载体对催化剂催化苯完全加氢反应性能的影响。结果表明,在140～190℃和4MPa氢压下,不同载体负载的催化剂上苯完全加氢活性相差很大,活性大小顺序为：SiO2〉硅藻土〉ZrO2〉TiO2〉γ—A1203。激光粒度分析、BET、XRD和TPR结果表明,催化剂具有大的比表面积,活性组分在载体表面分散均匀,载体与Ni相互作用较强的SiO2作载体苯完全加氢活性最好。     

工艺条件对钯系催化剂乙炔选择性加氢性能的影响

为了研究工艺条件对钯系催化剂选择性加氢性能的影响,制备Pd/Al_2O_3、Pd-Ag/Al_2O_3和Pd-Ag/Al_2O_3-KOH催化剂,并在微型催化剂评价装置上进行乙炔选择性加氢反应,考察了工艺条件(压力、空速)对催化剂性能的影响。结果表明,随着压力的升高,催化剂活性提高,乙烯选择性会下降;随着空速的提高,催化剂乙炔转化率先升高后降低,MAPD转化率迅速下降,乙烯选择性提高。     

庚醛催化加氢制庚醇新型催化剂的性能研究

研制了一种新的庚醛催化加氢催化剂,并用于进行庚醛催化加氢合成庚醇试验,以活性炭为载体时,最佳反应条件为:反应温度为250℃,压力2.0MPa,空速0.5h-1,H2与C7H14O的体积比为1000。通过100mL单管放大试验及500h的稳定运转,庚醛转化率达90%以上,庚醇的选择性达到91%。     

裂解C9加氢催化剂性能研究

采用两段加氢工艺对裂解C9进行了加氢处理,一段采用Ni系催化剂将易结焦的二烯烃、链烯基芳烃等热敏物质除去,并使部分单烯烃加氢饱和;二段采用CoMoNi系催化剂进行加氢脱硫同时将单烯烃加氢饱和。重点考查了反应温度、压力、氢油比、空速对一段加氢效果的影响,并初步探讨了二段反应温度对加氢性能的影响,研究结果表明两段加氢后的产品溴值小于2.0 g Br/100 g,总硫小于1.0μg/g,胶质含量小于5mg/100 mL,可用于汽油调和组分或芳烃溶剂油。     

载体对Cu-Co催化剂催化CO_2加氢合成乙酸反应的影响

采用等体积浸渍法制备了以TiO2、Al2O3、SiO2为载体的Cu-Co基双金属催化剂,在固定床反应器上,考察了其催化CO2加氢合成乙酸的性能,并用X射线衍射、NH3-TPD、H2-TPR等对催化剂进行了表征。结果表明,以TiO2为载体的Cu-Co基催化剂有最好的催化活性和选择性,乙酸生成速率可达16.41 mg/(gcat.h),选择性为81.3%。研究认为,催化剂表面适量的中强酸性、金属良好的分散性以及CuCo2O4的生成是影响催化性能的关键因素。     

载体对醋酸甲酯加氢制醇Cu-Zn催化剂性能影响

采用共沉淀法制备改性的Cu-Zn酯加氢催化剂,在固定床反应器上以醋酸甲酯为原料考查四种载体(Al、Cr、Zr、Si)对其性能的影响,并对其进行BET、XRD等表征处理,结果表明,以Al2O3为载体的催化剂加氢性能最佳,醋酸甲酯转化率为95.56%,乙醇的选择性为91.57%。醋酸甲酯加氢反应活性受催化剂酸性强弱影响,酸性较强反应活性较强,活性组分Cu在载体表面的分散状况对反应的加氢深度有一定影响。     

Cu/SiO2催化剂上草酸二甲酯加氢反应的研究

对草酸二甲酯气相催化加氢反应体系进行了热力学分析和实验研究,考查了Cu／SiO2催化剂的最佳活化温度,对影响产物组成的因素和分布规律进行了讨论。结果表明,催化剂的适宜还原温度为523～623K;低氢酯比低压和高溶剂比有利于乙醇酸甲酯的生成;提高氢酯比或反应压力可以提高乙二醇的选择性,氢酯比和反应压力的适宜组合均能得到较好的草酸二甲酯转化率和乙二醇选择性。产物组成随草酸二甲酯转化率增加呈一定的变化规律,可根据市场需求调整产物结构,获得最佳的经济效益。     

器外预硫化加氢催化剂放热研究

将氧化态NiMo/Al2O3加氢催化剂器外预硫化,然后使用TA-MS、HPDSC、XRD进行表征,以考察催化剂在惰性气体下的放热行为及组分相应的变化.结果表明,硫化剂与催化剂中的活性组分在惰性气体氛围加热的条件下结合成有机金属氧硫化物,适当提高加热温度能显著提高器外预硫化催化剂的活性和持硫率.但温度过高,有机金属氧硫化物分解,催化剂的活性降低.有机金属氧硫化物的生成是器外预硫化效果的关键,本实验制备的器外预硫化催化剂具有良好的活性.     

球磨时间对Cu/SiO_2规整结构催化剂草酸酯加氢性能与涂层黏结性影响

将蒸氨法制备的Cu/Si O2催化剂原粉球磨不同的时间获得一系列球磨胶,再涂覆到堇青石载体上获得系列的规整结构催化剂,并对球磨胶及催化剂进行表征。N2物理吸附、压汞法、N2O滴定及X射线衍射表征结果表明,不同球磨时间的催化剂的物化性能和相结构变化不大;激光粒度仪和扫描电镜表征结果表明,延长球磨时间可以降低球磨胶的粒度,改善催化剂的表面形貌,提高涂层黏结性。而涂层黏结性强的Cu/Si O2规整结构催化剂在草酸酯加氢制乙二醇反应中表现出较高的催化性能。