氧氯化催化剂的吸附和反应性能及其活性位置——Ⅱ.氧氯化催化剂的反应性能与活性位置

脉冲反应结果表明,氧氯化催化剂本身与乙烯的反应,和真正的氧氯化反应不仅产物相同,而且活化能相近,初始比活性都随Cu含量而增加。但在进行多次脉冲反应时,前者活性衰减直至失活,后者却有上长并趋平稳的趋势。Cu含量较低时,催化剂只能使HCl气氛下的乙烯转化为DCE,而不能与乙烯单独反应。表明前者可能确实是后者必经的第一步反应,活性位置是一些互相邻近、具有较多配位氯的Cu~(2+)离子。     

乙烯氧氯化催化剂的研究

本文研究了CuCl_2/Al_2O_3,CuCl_2·KCl/Al_2O_3及 CuCl_2·NaHSO_4·NH_4HSO_4三种催化体系对乙烯氧氯化反应的催化性能;同时用差示热重分析及差热分析对这三种体系做了研究。     

乙烯氧氯化反应的动力学研究

CuCl_2—Al_2O_3催化剂,在190—250℃工业生产的实用范围内,初步研究了乙烯氧氯化反应机理和动力学。指出反应的控制步骤是吸附乙烯与吸附氧的表面反应,生成类似氧化乙烯的中间物,它再与吸附 HCl 作用生成二氯乙烷。由反应机理得出动力学方程式为:r=(kK_EK_o~(1/2)P_EP_o(1/2))/([1 K_EP_E (K_oP_o)~(1/2)]~2)式中 k=4.93×10~5exp(-13.3×10~3/RT)K_E=7.36×10~3exp(-8.41×10~3/RT)K_o=3.25×10~(-3)exp(5.20×10~3/RT)实验结果亦可用幂数方程式表示:r'=2.63×10~6exp(-16.71×10~3/RT)P_E~(0.66)P_o~(0.27)各参数在较广的实用范围内都是合适的,与实验值的总平均误差为5—8%。     

新一代乙烯氧氯化催化剂的工业应用

采用共沉淀-浸渍法制备出新一代乙烯氧氯化BC-2-002A催化剂,考察了BC-2-002A催化剂的物性指标和催化性能,同时与进口催化剂进行了对比。采用加压流化床反应器对BC-2-002A催化剂进行了活性评价,在反应温度(225±2)℃、反应压力0.2M Pa、气态空速1 600h-1、原料气配比n(C2H4)∶n(HC l)∶n(O2)=1.64∶2.00∶0.64的条件下,HC l转化率大于等于99.50%,1,2-二氯乙烷(EDC)的纯度大于等于99.50%,尾气中CO2的体积分数小于1.00%。将BC-2-002A催化剂应用于200kt/a乙烯氧氯化制氯乙烯工业装置,对各项主要技术指标进行了重点监控。工业应用试验结果表明,添加助催化剂,有效改进了BC-2-002A催化剂的催化性能。与进口催化剂相比,BC-2-002A催化剂的活性好,转化率高,副反应少,产品DEC的纯度高。     

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%.     

铜锌氧化物催化剂吸附CO2的理论研究

以嵌入原子簇[CuZn3O4]-作为Cu/ZnO催化剂的理论模型,研究了CO2在催化剂表面的吸附行为.通过理论计算和分析,获得了CO2在簇表面的9种平衡吸附模型,其中氧端垂直和平行的二齿配位吸附属于物理吸附,CO2的分子结构没有发生大的变化.以碳端与表面氧结合,发生了强烈的表面化学反应(结合能为-124.0 kJ/mol).这一计算结果与实验研究报道一致.     

浸渍铜盐改性活性炭吸附/催化氧化低浓度H_2S

研究了浸渍 CuCl_2和 Cu(NO_3)_2溶液改性活性炭吸附/催化氧化低浓度 H_2S 的性能。通过表面 pH 测定和 BET 方法对活性炭的表面性质进行了表征,通过 X 射线衍射、X 射线光电子能谱及元素分析对吸附 H_2S发前后的活性炭试样进行了分析。实验结果表明,铜和氧在 H_2S 的吸附/催化氧化过程中都起到了重要作用,但浸渍铜盐的种类不同 H_2S 的转化途径也不同。浸渍CuCl_2后铜以多种形式固定下来,H_2S 在活性位和氧的作用下反应生成硫;浸渍 Cu(NO_3)_2后铜主要以 CuO 的形式固定在活性炭上,CuO 催化活化氧使 H_2S 被氧化生成硫、亚硫酸盐和有机硫,但同时 H_2S 与 CuO 反应生成 CuS 使催化剂失活。浸渍铜改性使活性炭的穿透硫容量增加。     

北京化工研究院乙烯氧氯化催化剂工业应用成功

由中国石化北京化工研究院和齐鲁石化分公司承担的新一代乙烯氧氯化催化剂工业应用试验通过了中国石化组织的技术鉴定。     

氯化处理对FCC汽油降烯烃催化剂性能的影响

应用两段式氯化器对硅铝载体进行氯化扩孔处理，采用BET和吡啶吸附红外光谱法对催化剂的酸度、比表面积、孔结构和孔分布等进行表征，利用荧光指示剂吸附法对氯化处理前后催化剂的降烯烃性能进行测定。结果表明，氯化处理使催化剂的孔体积和比表面积分别增加0.02 cm3/g和8.08 m2/g，说明氯化处理对载体的孔结构进行了一定的修饰。而且载体表面的酸性也有一定的改善，总酸量、B酸量和L酸量分别增加0.10，0.08，0.02 mmol/g，对于促进催化剂的氢转移反应是有利的；当氯化处理温度为500 ℃，氯化时间为5 h，盐酸用量为12 mL时得到最适宜的硅铝载体，由此载体制备的催化剂可以将FCC汽油中烯烃的体积分数由52.6%降低到25.6%,同时产品油的辛烷值基本保持不变。     

乙烯氧氯化催化剂活性衰减规律和动力学性能的研究

介绍了氧氯化催化剂活性衰减规律,认为催化剂的成份、结构随反应气氛不同而有明显变化,活性也相应变化。提出用络合还原氧化机理模型解释含氯高的催化剂活性下降的原因。发现并解释了氧氯化催化剂由高空速到低空速和由低空速到高空速所测得的动力学曲线差异颇大的现象,找到了一定温度下的“最宜空速”,并对氧氯化催化剂付反应的机理进行了探讨。     

以YSZ-γ-Al2O3为载体的催化剂催化甲烷燃烧性能研究

以溶胶凝胶法制备(NiO、CuO、CeO2)/ZrO2-γ-Al2O3和(NiO、CuO、CeO2)/YSZ-γ-Al2O3催化剂.分别考察了负载3种不同单一活性组分对载体的催化甲烷燃烧性能的影响,并以BET、XRD、H2-TPR等测试法,对催化剂进行了表征.实验结果表明,经Y2O3改性载体的催化剂性能较佳.其中CuO...     

工业尾气中的乙烯在络合型吸附剂上的变压吸附性能

为解决环氧乙烷装置排放气中C2H4的回收问题,采用N J型吸附剂,考察了C2H6,CO2,CH4,O2对吸附剂吸附C2H4的影响,测定了吸附剂对环氧乙烷装置排放气中C2H4的吸附性能,并初步考察了解吸性能。实验结果表明,除O2对吸附C2H4有一定影响外,N J型吸附剂吸附C2H4具有很好的稳定性,通过减压和抽真空可使吸附剂再生。在C2H4-C2H6,C2H4-CO2,C2H4-CH4体系中,C2H4的吸附容量均达10mL/g以上;在O2存在的条件下,C2H4的吸附容量约为7.5mL/g;在环氧乙烷装置的排放气体系中,C2H4的吸附容量约为6mL/g;脱附气体中C2H4的体积分数可达到50%。     

Pr~(3+)离子对Ni/γ-Al_2O_3甲烷化性能的影响

甲浸渍法将 Ni~(2+)负载到含 Pr~(3+)的γ-Al_2 O_3 载体上得到的 Ni/Pr~(3+)-γ-kl_2 O_3 催化剂,对 CO 加氢甲烷化的活性明显高于 Ni/γ～Al_2 O_3。在常压、260℃、H_2/CO=3.5、空速6100时~(-1)的实验条件下,甲烷时空收率提高约50倍。最适宜镨含量为1w%,且添加 Pr~(3+)后不改变 Ni/γ-Al_2 O_3 上 CO 加氢甲烷化反应的机理。经 XRD、TEM、SEM、TPR 及改变催化剂制法等实验说明,Pr~(3+)先与载体γ-Al_2 O_3 发生相互作用,即 Pr~(3+)被γ-Al_2 O_3 稳定,减少或阻碍γ-Al_2 O_3 再与 Ni~(2+)离子发生化学作用生成 NiAl_2 O_4。结果催化剂表面“自由”NiO 较多,可在较低温度(310℃)下还原。还原后,表面富 Ni,故可提高 CO 甲烷化的活性。     

Co-Ru/γ-Al_2O_3催化剂的F-T合成性能

以NH_4NO_3水溶液预处理的γ-Al_2O_3为载体,采用浸渍法制备了Co/γ-Al_2O_3催化剂,考察了添加少量贵金属Ru对Co/γ-Al_2O_3催化剂F-T合成性能的影响。实验结果表明,添加Ru可作为氢溢流源促进Co物种的还原,另外,Ru与Co相互作用形成易还原的Co-Ru物种,导致催化剂表面Co物种的还原温度降低,Co物种容易还原,反应过程中可利用的表面金属Co原子数增加;Ru可增加Co/γ-Al_2O_3催化剂表面桥式CO吸附的强度,使CO便于离解;添加少量Ru能明显提高Co/γ-Al_2O_3催化剂的活性和重质烃C_5~+的选择性。在原料气n(H_2):n(CO)=2.0、反应温度493K、压力1.5 MPa、气态空速500 h~(-1)下,15.0%Co-0.4% Ru/γ-Al_2O_3催化剂上CO的转化率和C_5~+的选择性分别为85.39%和84.28%。     

硅锆双组份交联累托土固体酸催化合成水杨酸正丁酯

将自制的SO2-4改性硅锆双组份交联累托土固体酸催化剂(SO2-4/SiZrR)用于水杨酸(C7H6O3)和正丁醇(C4H10O)的酯化反应,与传统酯化反应催化剂以及其他交联剂交联的累托土作酯化反应的催化剂相比,SO2-4/SiZrR催化剂有更好的催化活性。考察了影响酯化反应的诸因素,并对产物进行了折光率测试、红外光谱分析。酯化反应的最佳条件为:酸醇比n(C7H6O3)/n(C4H10O)=1/1 65、催化剂占酸投料质量的百分比为w(SO2-4/SiZrR)=6 5%、反应温度120～135℃、反应时间6h,水杨酸的转化率可达86 85%,产物中水杨酸正丁酯的质量分数w(C11H14O3)>99 9%。     

在铜催化剂上乙烯氧氯化反应动力学

采用微分固定床反应器对自制的80-C-77-1催化剂进行了氧气法乙烯氧氯化制二氯乙烷的本征动力学研究。对排除了内外扩散影响在210—250℃及1.3大气压下求得的动力学试验数据,用图解,单元回归,多元线性回归三种数据处理方法,求得了该反应在近似工业条件下的简化幂函数速率方程为γ=1.21×10~5[e×p(-12300/RT)]P_(C_2H_4)~(1.61) 在动力学的试验中,找出了一些规律,为改进工艺条件提供参考。     

Catalytic oxidative desulfurization of fuels in acidic deep eutectic solvents with [(C6H13)3P(C14H29)]3PMo12O40 as a catalyst

Deep eutectic solvents (DESs) are a new class of green solvents analogous to ionic liquids due to their biodegradable capacity and low cost. However, the direct extractive desulfurization of diesel oil by DESs cannot meet the government’s standard. In this work, amphiphilic polyoxometalates were synthesized and characterized by FT-IR and mass spectrometry. The oxidative desulfurization results showed that benzothiophene (BT) could be completely removed by employing a [(C₆H₁₃)₃P(C₁₄H₂₉)]₃PMo₁₂O₄₀, DES (ChCl/2Ac) and H₂O₂ system. It was also found that the organic cation of catalysts played a positive role in oxidative desulfurization. The reaction conditions, such as reaction temperature and time, the amount of catalyst and DES and H₂O₂/S (O/S) molar ratio, were optimized. Different sulfides were tested to determine the desulfurization selectivity of the optimal reaction system, and it was found that 97.2% of dibenzothiophene (DBT) could be removed followed by 80.7% of 4-MDBT and 76.0% of 4,6-DMDBT. After reaction, the IR spectra showed that the catalyst [(C₆H₁₃)₃P(C₁₄H₂₉)]₃PMo₁₂O₄₀ was stable during the reaction process and the oxidative product was dibenzothiophene sulfone (DBTO₂). Furthermore, the catalyst can be regenerated and recycled for four runs with little loss of activity.     

Pd-Fe/α-Al_2O_3催化CO偶联制草酸二乙酯催化剂临氢失活研究

一氧化碳常压气相催化偶联制草酸二乙酯的反应中,由于氢的引入致使偶联反应催化剂Pd-Fe/α-Al2O3失活。研究了不同氢含量条件下催化剂失活以及失活催化剂再生规律,发现催化剂的失活为可逆的,且失活速率随原料气中氢含量的增加而加快。应用X射线光电子能谱、程序升温还原等方法对催化剂中Pd的形态变化进行了分析,发现临氢失活催化剂比反应后催化剂的Pd2+含量要低得多。结果表明,原料气中氢的存在抑制了二价钯的烷氧基中间体Pd(OC2H5)2在催化剂上的产生,从而抑制了草酸二乙酯的生成,导致了催化剂的失活。     

Li~＋／MgO上乙烷氧化脱氢制乙烯的影响因素

采用Ｌｉ￣＋／ＭｇＯ催化剂，研究了Ｌｉ含量、反应温度、原料气组成、活化方式、空间速度等对乙烷氧化脱氢制乙烯反应的影响。考察了在０和２ｍｍｏｌＬｉ￣＋／ｍｏｌＭｇＯ两催化剂上各影响因素引起的差异。发现不同Ｌｉ含量催化剂的表面碱强度与催化剂活性和选择性之间并不都是顺变关系。在压力１０１．３ｋＰａ、温度７１０℃、反应时间７．５８×１０￣（１０）ｈ、原料气配比（Ｃ＿２Ｈ＿６／Ｏ＿２）＝４．７、催化剂组成２ｍｍｏｌＬｉ￣＋／ｍｏｌＭｇＯ的条件下乙烯选择性可达７４％。     

新型C_9—C_（10）芳烃脱烷基催化剂的研究

Ａｌ＿２Ｏ＿３经稀土氧化物预处理后，制得Ｃ＿９─Ｃ（１０）芳烃脱烷基制二甲苯、甲笨和苯的Ｃｒ＿２Ｏ＿３－ＲＥ／Ａｌ＿２Ｏ＿３催化剂。经高温处理的预制载体ＲＥ－Ａｌ＿２Ｏ＿３，稀土氧化物可调节ｒ－Ａｌ＿２Ｏ＿３的酸性，同时促使Ｃｒ＿２Ｏ＿３晶粒均匀分布在ｒ－Ａｌ＿２Ｏ＿３表面。Ｃｒ＿２Ｏ＿３／Ａｌ＿２Ｏ＿３催化剂相比，Ｃｒ＿２Ｏ＿３－ＲＥ／Ａｌ＿２Ｏ＿３催化剂对ＢＴＸ（苯、甲苯和二甲苯）有较高的选择性及较好的抗积炭能力。