Cr系催化剂上二氧化碳氧化乙烷脱氢制乙烯反应的研究

考察了SiO2、活性炭(AC)担载金属氧化物催化剂上二氧化碳氧化乙烷脱氢制乙烯的反应性能,表明Cr2O3是最佳的金属活性组分,具有较好的二氧化碳氧化乙烷脱氢制乙烯反应性能.在823～923K温度下,6Cr/SiO2和6Cr/AC催化剂的乙烷转化率分别为12.0%～32.1%和8.5%～29.2%,乙烯选择性分别为85.2%～77.3%和87.5%～69.6%.考察6Cr/SiO2和6Cr/AC催化剂表面CO2对乙烷脱氢的作用表明,CO2在参与乙烷脱氢反应过程中,有利于提高乙烷转化率和乙烯产率,同时对反应过程中产生的积炭具有抑制作用.     

新一代氧气法乙烯氧氯化催化剂的制备及反应性能

采用共沉淀-浸渍法制备乙烯氧氯化催化剂,重点探讨了助催化剂的添加方式和第二、第三活性组分的添加量对催化剂性能的影响;探讨了如何降低乙烯的燃烧率;考察了反应温度对催化剂性能的影响;并采用加压流化床反应器对所制备的催化剂进行活性评价.在反应温度225±2℃,反应压力0.2 MPa,空速1600 h-1,原料气摩尔比C2H4/HCl/O2=1.64/2.00/0.64的条件下,HCl化率≥99.5%,EDC纯度≥99.0%,尾气中CO2的体积分数≤1%.     

乙烯气体深度脱氧催化剂性能研究

贵金属脱氧催化剂和化学吸附型脱氧催化剂用于乙烯气体脱氧,存在价格昂贵、脱氧容量小和再生频繁等缺点。以稀土氧化物改性的γ-Al₂O₃为载体,采用浸渍法负载Pd-Ag双金属活性组分,制备了乙烯气体深度脱氧催化剂。考察了催化剂在富含乙烯气体中对氧的深度脱除性能,并通过X射线衍射(XRD)、N₂吸/脱附和热重分析等手段对载体及催化剂结构进行了表征。结果表明,稀土改性后载体孔径增大(平均孔径由改性前的1.90 nm增大至改性后的2.50 nm),活性组分具有高分散度和良好的低温脱氧活性,在反应温度为110～180℃的条件下,催化剂可将乙烯气体中氧脱至小于1×10^-6(O₂的体积分数)。在空速为5000 h^-1,反应温度为145℃的条件下,催化剂在1650 h的寿命测试中保持了较高的脱氧活性,且使用前及使用过程中均无需还原再生。     

钼负载型催化剂上乙烯与2-丁烯歧化制丙烯

通过研究不同载体负载Mo催化剂的乙烯和2-丁烯歧化制丙烯的反应性能,考察K、Mg和La等金属助剂和P、B、F和Cl等非金属助剂对Mo基催化剂活性和稳定性的影响,表明K、Mg和La有利于提高催化剂的稳定性。在此基础上,研制出在较低反应温度下具有较高活性和选择性的Mo/Z催化剂,在固定床反应器、60～70℃、1 0MPa和乙烯/2-丁烯摩尔比1 5～3的条件下,MgMo/Z上的乙烯和2-丁烯歧化反应连续进行120h,2-丁烯转化率为60%～90%,丙烯选择性达90%以上。     

逆水煤气变换耦合乙烷脱氢制乙烯反应的Cr/活性炭催化剂

在常压固定床微分反应器上,考察了活性炭及其负载的金属氧化物催化剂对逆水煤气变换耦合乙烷脱氢制乙烯反应的催化活性。实验结果表明,以活性炭为载体的Cr氧化物(Cr/C)催化剂具有较好的催化性能,采用5%(w)Cr/C催化剂,在700℃、原料气n(CO2)∶n(C2H6)=7∶1的条件下,乙烷转化率为56.2%,乙烯选择性和收率分别为75.0%和42.2%。反应中CO2的主要作用是通过与乙烷脱氢产物H2反应来促进乙烯的生成,提高反应活性;同时与积碳反应生成CO,消除表面积碳,提高催化剂的稳定性。通过对催化剂进行表征,研究了催化剂中活性组分的氧化还原性质和表面酸性对其催化性能的影响。XPS表征结果显示,催化剂表面存在Cr6+和Cr3+,高价态Cr有利于乙烷转化;微量吸附量热分析结果显示,催化剂表面的酸中心数量、强度及其分布与反应活性相关。     

乙酸乙烯酯催化剂的工业应用研究

对数批乙烯气相法合成乙酸乙烯酯催化剂的使用数据进行对照和研究。结果表明 ,采用相同载体催化剂的升温特性和选择性相似。每批催化剂都有其最佳的温度段。在最佳的温度段内的催化剂运行时间大约为催化剂寿命的一半 ,且显示出高活性和高选择性。研究表明反应初期升温速率的快慢并不影响整个催化剂的使用寿命 ,加快升温速率是提高催化剂活性和选择性的方法之一。     

乙烯气相聚合Ziegler负载型催化剂的研究

研究了组分为TiCl4/MgCl2-ZnCl2-SiO2/AlR3的Ziegler负载型催化剂的聚合活性,并分析了催化剂的基本组成。结果表明,淤浆聚合催化活性9 7～14kg/g,气相聚合催化活性6 9～14kg/g,聚合产物堆密度0 23～0 30g/cm3,20～200目颗粒质量分数为90%～95%。乙烯与1-丁烯共聚合催化活性大大提高,丁烯质量分数为10%时,催化活性高达26kg/g,共聚产物熔点、结晶度随1-丁烯含量增加而下降,而支化度则随之上升。     

乙烯直接氧化制乙酸工艺研究

采用Pd-SiW12 /SiO2 系列催化剂 ,对乙烯直接氧化制乙酸工艺进行了研究。考察了原料气配比、反应温度、反应压力、空速、催化剂颗粒度等因素对反应的影响 :在原料气体积比为 φ(C2 H4 )∶φ(O2 )∶φ(N2 )∶φ(H2 O) =5 0∶7∶1 3∶30 ,反应温度为 1 6 0℃ ,反应压力 0 .7MPa ,空速 30 0 0h-1的条件下 ,乙酸的选择率达到 88.1 % ,时空产率为 4 1 7.6g/h·L ;在催化剂粒径为 0 .2 8～ 2 .0mm时 ,该反应在表面反应动力学区进行。     

CO2氧化乙烷制乙烯高性能Cr/TS-1催化剂

Cr/TS-1催化剂在CO2存在的情况下能高效地将乙烷转化为乙烯,对不同n(SiO2)/n(TiO2)的TS-1负载的Cr/TS-1催化剂的活性评价结果表明,n(SiO2)/n(TiO2)=30的Cr/TS-1催化剂在反应温度650℃下,能将52%的乙烷转化,乙烯的选择性为90%,温度在550～650℃之间,该催化剂的乙烷转化率和乙烯选择性分别为18.21%～52.59%和96.23%～90.53%.对650℃下反应了3 h的Cr/TS-1催化剂的再生结果表明,O2可使该催化剂再生.     

碳五烯烃转化制丙烯和乙烯

用氧化硅作载体,以分子筛为活性组分制备催化剂。考察了反应条件对不同硅铝比的分子筛制备的催化剂对碳五烯烃转化制丙烯和乙烯的活性和稳定性的影响。实验结果表明,在500℃、0.2M Pa、V(水)∶V(油)=0.6、原料空速3h-1的条件下,用高硅铝比(n(S iO2)∶n(A l2O3)=200)分子筛制备的催化剂的活性和选择性比用低硅铝比(n(S iO2)∶n(A l2O3)=50)分子筛制备的催化剂的活性和反应选择性好。在连续240h反应中,碳五烯烃转化率大于80%,丙烯产率大于31%,乙烯产率大于7%。     

Pb/SiO_2催化剂上尿素与1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯

采用等体积浸渍法制备了一系列负载型Pb催化剂,考察了它们对尿素与1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯反应的催化性能。研究了载体种类、Pb负载量及还原气氛和还原温度对负载型Pb催化剂性能的影响。确定了负载型Pb催化剂的适宜制备条件:SiO2为载体,Pb负载量(质量分数)为10%,纯H2气氛还原,还原温度500℃。利用X射线衍射技术对Pb/SiO2催化剂的结构进行了表征,表征结果显示,Pb/SiO2催化剂中含有Pb和PbO两种晶相。在反应温度180℃、反应时间2h、Pb/SiO2催化剂质量分数0.9%、尿素与1,2-丙二醇摩尔比1∶4的条件下,碳酸丙烯酯的收率为86.9%。     

Ni-MgO/Al2O3催化己二腈加氢制备己二胺的研究

采用浸渍法制备己二腈加氢合成己二胺催化剂Ni-MgO/Al2O3,通过BET,XRD,H2-TPR对不同MgO负载量催化剂进行表征与测试,探讨MgO负载量对催化剂活性的影响。实验结果证明：Ni-MgO/Al2O3催化剂中MgO-NiO固溶体的形成有利于提高催化剂碱性活性位数量,能有效抑制加氢过程脱氨副反应的发生。通过单因素实验考察不同实验条件对己二腈加氢制备己二胺反应收率和选择性的影响,确定最优实验条件为：以乙醇为溶剂,催化剂中MgO负载量（w）6%、、反应温度70 ℃、氢气分压1.5 MPa、m(乙醇)/m(己二腈)=2.0︰1、搅拌速率1 000 r/min、催化剂用量为原料质量的5%。在此条件下,己二腈的转化率达到99.9%,己二胺的选择性达到98.4%以上。     

金属氧化物催化苯液相硝化合成硝基苯

对采用金属氧化物催化剂催化苯液相硝化合成硝基苯的清洁生产工艺进行了研究。以质量分数65%～68%的硝酸为硝化剂,考察了各种金属氧化物催化剂对苯液相硝化反应的催化活性,探讨了反应条件对硝基苯收率的影响和金属氧化物催化剂的重复使用性能。实验结果表明,对于苯液相硝化反应,两性金属氧化物催化剂(MnO2,SnO2,TiO2,ZrO2,CeO2)和酸性金属氧化物催化剂(Sb2O3)较碱性金属氧化物催化剂(ThO2,Co2O3,Bi2O3)的活性高,其中,SnO2催化剂的活性最高。在SnO2催化剂用量0.50g、硝酸与苯的体积比为2.5、反应温度90℃、反应时间7h的条件下,硝基苯收率可达94.88%,硝基苯的选择性为100%。SnO催化剂重复使用3次后活性变化不大。     

介孔碳基固体酸的制备及在生物柴油生产中的应用

以蔗糖为碳源、SiO_2为模板剂,采用碳化-磺化法制备介孔碳基固体酸催化剂,通过酸碱滴定、BET、XRD、FT-IR、SEM等方法对其进行表征,考察碳化温度、磺化温度对催化剂性能的影响,并将其用于大豆油与甲醇的酯交换反应,考察反应条件及原料中脂肪酸含量的影响。结果表明:制备催化剂的适宜条件为碳化温度400℃、磺化温度170℃;大豆油与甲醇酯交换反应的最佳条件为反应温度130℃、醇油摩尔比30、反应时间4h、催化剂用量(占大豆油质量的百分比)8%,生物柴油收率最高达95.94%;连续使用5次后,生物柴油收率仍达到85.46%,说明催化剂具有良好的稳定性;原料中的脂肪酸对催化剂性能有一定的负面影响,但当脂肪酸质量分数达到15%时,生物柴油收率依然可达90%以上。     

Pd/C催化剂上葡萄糖催化氧化反应

以活性炭作载体,制备了Pd/C催化剂,通过活性评价实验,考察了催化剂的制备条件对催化剂性能的影响,同时探讨了反应的工艺条件。结果表明,葡萄糖催化氧化反应适宜温度为333K。以空气鼓泡作为反应体系的混合方式,能有效地增大气泡与溶液和催化剂的接触,降低了反应物种的相间传质阻力,使得催化剂的性能得以充分发挥。在此反应条件下,用H2还原的2%Pd/C催化剂显示出较好的催化活性,反应4h后,葡萄糖的转化率达91 6%,产物选择性为89%。     

SO_4~(2-)／TiO_2固体超强酸催化合成氯乙酸酯

以SO42-／TiO2型固体超强酸为催化剂,用氯乙酸与醇反应合成了氯乙酸酯。考察了催化剂的制备条件、醇酸摩尔比、催化剂用量、反应时间及带水溶剂对氯乙酸仲丁酯收率的影响。初步探索了SO42-／TiO2型固体超强酸催化氯乙酸和其他饱和烷基醇的酯化反应。结果表明,将TiO2用0．8 mol／L的硫酸浸渍14～16 h后,再经500℃焙烧3 h可制得催化活性最高的催化剂。优化的反应条件为:n(醇):n(酸)=2．5:1,固体超强酸用量为氯乙酸质量的3％,带水溶剂为环己烷,加热回流分水3 h,氯乙酸仲丁酯的收率为75％,并用同样方法合成了其他氯乙酸烷基酯,收率为63％～85％。催化剂可回收再生,重复使用。     

活化碱式碳酸锌催化尿素与1,2-丙二醇合成碳酸丙烯酯

在不同条件下对碱式碳酸锌进行焙烧活化,得到活化碱式碳酸锌(AZCH)催化剂,将其用于尿素与1,2-丙二醇(PG)合成碳酸丙烯酯(PC)的反应;考察了活化条件对催化剂活性的影响,并对合成PC的反应条件进行了优化。实验结果表明,在焙烧温度220℃、焙烧时间2 h条件下活化的AZCH催化剂活性最高;优化的反应条件为:反应温度170℃、反应时间2 h、n(PG)∶n(尿素)=2.50、催化剂用量为原料质量的1.00%、真空度0.04 MPa,在此条件下,PC收率达到94.5%。XRD表征结果显示,AZCH催化剂中存在ZnO和Zn4CO3(OH)6.H2O两种晶相,其中ZnO为主活性组分,两种晶相的协同作用促进了催化剂活性的提高。     

离子液体中Ni/SiO_2催化剂的制备与性能

以咪唑类离子液体为溶剂,正硅酸乙酯和硝酸镍为原料,采用溶胶-凝胶法制备出一系列Ni/SiO2催化剂,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线能量散射仪对Ni/SiO2催化剂进行了表征。以肉桂醛选择性加氢合成苯丙醛为模型反应,考察了离子液体的结构对Ni/SiO2催化剂性能的影响,并对肉桂醛加氢反应条件进行了优化。实验结果表明,以1-甲基-3-(2-羟基乙基)-咪唑四氟化硼离子液体为溶剂制备的Ni/SiO2催化剂对肉桂醛加氢反应的催化性能最好,在催化剂用量(占肉桂醛投料量的质量分数)10%、氢气压力2MPa、反应温度373K时、反应时间2h的条件下,肉桂醛转化率和苯丙醛选择性分别达97.6%和98.8%。     

固体酸烷基化催化剂研究

研制了一种硅铝胶负载氟活性组分的固体酸烷基化催化剂，考察了反应温度、反应时间、催化剂活性组分含量、载体硅铝比等因素对催化剂性能的影响，在适宜的条件下，用此催化剂可使烯烃转化率达90％以上，2-烷基苯的选择性大于20％。     

Co-La/γ-Al_2O_3催化剂上肉桂醛选择加氢制备肉桂醇

研究了肉桂醛选择加氢制备肉桂醇的Co-La/γ-Al2O3催化剂,考察了助剂La含量、焙烧温度、催化剂用量、反应时间等对催化剂加氢性能的影响。研究表明,La的加入较大地提高了催化剂的活性,当焙烧温度为823K时催化剂活性最高。在p(H2)为2 0MPa、单位体积肉桂醛的催化剂用量为0 2g/mL、反应时间为1h的条件下,肉桂醛的转化率为17 78%,肉桂醇的选择性为89 18%。Co-La/γ-Al2O3催化剂催化的加氢反应不存在诱导效应,在反应前期(3h)转化率增加较快,肉桂醛的转化率达59 83%,肉桂醇的选择性为92 01%,适宜的催化剂用量为0 24～0 28g/mL。