低温低压甘油氢解制备1,2-丙二醇新工艺的研究

在固定床两步反应器系统中研究甘油氢解制1,2-丙二醇,考察了催化剂(Cu/SiO2、Cu/ZnO/Al2O3、Cu/MnO/Al2O3)和反应温度、系统压力、氢气空速和甘油浓度等工艺参数的影响。结果开发出一种使用Cu/SiO2催化剂的甘油氢解制丙二醇的低温低压固定床两步法新工艺,该工艺有较高的甘油转化率和1,2-丙二醇选择性。     

碳酸丙烯酯水解催化剂及工艺条件的研究

制备一系列负载型γ-Al2O3催化剂,考察这些催化剂对1,2-丙二醇中的少量碳酸丙烯酯(PC)的催化水解反应活性。实验结果表明,添加碱土金属氧化物的γ-Al2O3催化剂的催化活性比添加酸性氧化物的γ-Al2O3催化剂的催化活性高,其中以MgO质量分数为20%的MgO/γ-Al2O3催化剂的催化活性最高。以MgO/γ-Al2O3为催化剂,碳酸丙烯酯水解的最佳反应条件为:反应温度140℃,原料液态空速2.4h-1,n(水)∶n(PC)=3.0;在此条件下,碳酸丙烯酯可以完全水解,转化率达100%。     

CoMo/MgO催化剂的制备及其对二苯并噻吩的加氢脱硫性能

以MgO为载体,采用等体积浸渍法制备了MgO负载的CoMo硫化物催化剂(CoMo/MgO);作为比较,制备了γ-Al2O3负载的CoMo硫化物催化剂(CoMo/γ-Al2O3)。在反应条件:反应温度260℃、氢分压为3.0 MPa、氢气流量为50 mL/min、质量空速(WHSV)为19 h-1的情况下,CoMo/MgO催化剂对DBT的转化率为88.3%,高于CoMo/γ-Al2O3催化剂的65.5%。经XRD、UV-vis、XPS分析:与CoMo/γ-Al2O3催化剂相比,CoMo/MgO催化剂上形成了更多的八面体钼物种,通过硫化,可以形成更多的CoMoS活性相。     

RuSnB/γ-Al2O3催化剂用于乳酸乙酯加氢制1,2-丙二醇研究

采用化学还原法制备了RuSnB/γ-Al2O3催化剂,借助一系列表征手段如XRD、DSC、TEM等,初步研究了RuSnB/γ-Al2O3催化剂的结构特征.将该催化剂用于乳酸乙酯加氢制1,2-丙二醇反应,考察了反应条件如催化剂用量、反应温度、压力、溶剂的影响.     

铈改性的铜硅催化剂催化甘油氢解制备1,2-丙二醇

通过沉淀凝胶法制备了不同铈质量分数的铜铈硅催化剂。采用氢气程序升温还原、氢气程序升温脱附、X射线衍射等手段对催化剂进行表征。在连续流动固定床反应器上考察了铜铈硅催化剂上甘油氢解制备1,2-丙二醇的性能。结果表明:铈的引入使催化剂的还原峰从258℃提前到250℃,催化剂的氢脱附峰温度从129℃降低到100℃左右,并且提高了催化剂的稳定性。以乙醇溶剂代替水,抑制了活性中心Cu0晶粒的长大,获得了95.9%的甘油转化率和96.9%的1,2-丙二醇选择性,催化剂在200h内没有出现失活现象。     

CuO-Bi_2O_3-MgO/γ-Al_2O_3催化剂的制备及催化合成1,4-丁炔二醇的研究

采用等体积浸渍法制备了系列不同Mg O含量的Cu O-Bi2O3-Mg O/γ-Al2O3催化剂,用N2-BET、XRD和TPR对其进行表征,并考察了其催化甲醛溶液和乙炔合成1,4-丁炔二醇的性能。结果表明,添加适量的Mg O可显著改进催化剂的活性和选择性,其中γ-Al2O3先负载质量分数1%的Mg O,700℃焙烧后,再共浸渍Cu O和Bi2O3后500℃焙烧制备的30%Cu O-2%Bi2O3-1%Mg O/γ-Al2O3催化剂性能较好,1,4-丁炔二醇产率和选择性可分别达到67.9%和90.3%。     

浸渍法制备纳米纤维状γ-Al2O3为载体的稀土催化剂

分别以超重力法制备的纳米纤维状γ-Al2O3和普通γ-Al2O3为载体,采用改进的等体积浸渍法制备了相同组分的LaCeCuMn纳米稀土催化剂,并应用微反活性评价装置测试了对CO和C3H8的氧化活性.利用XRD,TEM,BET等手段,分析了产品的结构和粒子形貌.实验结果表明,与以普通γ-Al2O3为载体的催化剂相比,催化剂活性组分在纳米纤维状γ-Al2O3载体上分散比较均匀,平均粒径在15～20 nm之间;CO和C3H8氧化反应中起燃温度分别可以达到161,186℃,二者的最终转化率均在99%以上.     

FCC汽油选择性加氢硫转移催化剂的实验研究

制备了以γ-Al2O3为载体的Ni基选择性加氢硫转移催化剂Mo-Ni/γ-Al2O3,并用于催化裂化(FCC)汽油的加氢硫转移反应。对比了预硫化型和氧化型Mo-Ni/γ-Al2O3催化剂的活性和选择性,并考察了无氧焙烧温度、活性组分负载量对预硫化型Mo-Ni/γ-Al2O3催化剂加氢硫转移催化性能的影响。采用模型化合物研究了硫醇在MoNi/γ-Al2O3催化下的反应,考察了烯烃和硫醇对硫转移反应的影响。结果表明,无氧焙烧温度400℃下制备得到的w(NiO)=8.2%、w(MoS2)=5.6%的预硫化型Mo-Ni/γ-Al2O3催化剂具有相对较高的加氢硫转移反应催化活性和选择性;硫醇与烯烃的反应在催化剂表面的加氢活性位上进行,硫醇先加氢脱硫,生成吸附态H2S,吸附态H2S再与吸附的烯烃反应生成大分子硫醇或硫醚,达到硫转移的目的。     

Cu-Mn/TiO_2和Cu-Mn/γ-Al_2O_3催化剂制备条件的优化

以Cu-Mn负载量、n(Cu)∶n(Mn)、焙烧温度和焙烧时间为4因素3水平设计正交实验,对浸渍法制备Cu-Mn/Ti O2和Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂的条件进行优化,并考察催化剂催化氧化甲醛的活性。采用XRD、N2等温吸附-脱附和SEM等方法对催化剂进行表征。实验结果表明,焙烧温度对催化剂的活性影响较大;与Cu-Mn/Ti O2催化剂相比,Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂催化氧化甲醛的活性更高。Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂的最佳制备条件为Cu-Mn负载量30%(w)、n(Cu)∶n(Mn)=1∶4、焙烧温度500℃、焙烧时间6 h,在此条件下制备的Cu-Mn/γ-Al2O3催化剂,Cu-Mn氧化物呈高分散状态,甲醛的去降除率可达98.14%。     

载体和助剂对镍基苯加氢催化剂活性的影响

采用等体积浸渍法制备苯加氢为环己烷的负载镍基催化剂,用XRD、TPR和BET进行表征,并在积分固定床反应器中,考察了不同反应温度下γ-Al2O3和TiO2两种载体和La、Ce、Mo、Cu四种不同助剂对镍基催化剂活性的影响。实验结果表明:Ni/γ-Al2O3的催化活性高于Ni/TiO2,La、Ce、Mo、Cu助剂均可提高Ni/γ-Al2O3催化剂的活性,其中添加La的催化剂活性和选择性均表现最佳,在2.0MPa、200℃、催化剂装量16.5g、氢气流量0.03L/min和精苯流量30mL/h条件下,Ni-La/γ-Al2O3催化剂(w(Ni)=10%,w(La)=1%)的苯转化率和环己烷选择性分别达到99.4%和94.2%。表征结果表明La助剂改进了NiO在载体表面的分散性,同时增强了NiO与载体之间的相互作用。     

丙三醇与苯胺在CeO_2促进的Cu/SiO_2-Al_2O_3催化剂上气相合成3-甲基吲哚

采用浸渍法制备Cu/SiO2-Al2O3及添加CeO2助剂的催化剂,通过H2-TPR,XRD,NH3-TPD,TG-DTA等技术对催化剂进行表征。实验结果表明,对于丙三醇与苯胺气相合成3-甲基吲哚的反应,向Cu/SiO2-Al2O3催化剂中加入适量的CeO2助剂不仅能大幅提高催化剂的选择性,还能改善其稳定性;在CeO2负载量为0.35 mmol/g的Cu-CeO2/SiO2-Al2O3催化剂上,反应运行第5 h时,3-甲基吲哚收率达到46%;CeO2助剂能提高Cu粒子在载体表面的分散度,有效抑制反应过程中Cu粒子的烧结;CeO2助剂还能增加催化剂的弱酸中心数,降低中强酸的酸性,减少催化剂表面的积碳,但不改变积碳的结构。     

Fe改性CoMo/γ-Al_2O_3选择性加氢脱硫催化剂

采用等体积浸渍法制备了Fe和Cu改性的CoMo/γ-Al2O3选择性加氢脱硫催化剂,并用XRD,BET,H2-TPR等方法对催化剂进行了表征,考察了改性金属种类、浸渍溶剂种类、焙烧温度、活性组分负载量对催化剂活性的影响。实验结果表明,以甲醇为浸渍溶剂、550℃下焙烧制备的CoMoFe/γ-Al2O3催化剂活性最高;当催化剂中CoO质量分数4%、MoO3质量分数5%、Fe2O3质量分数0.5%时,加氢脱硫选择性最高。在固定床微反装置上对CoMoFe/γ-Al2O3催化剂的反应条件进行了优化,优化的液态空速、反应温度和反应压力分别为2h-1,245～255℃和1.6MPa。     

Raney-Ni催化氢解甘油制备1,2-丙二醇工艺条件的研究

以甘油为原料,Raney-Ni为催化剂甘油氢解制备1,2-丙二醇。通过单因素试验考察了各反应条件对反应结果的影响。结果表明,适宜的工艺条件为催化剂用量为甘油用量的35%,反应温度170℃,反应时间9h,反应液为甘油的水溶液,甘油质量分数80%,反应釜内氢气压力2.5MPa,搅拌速率300r/min。     

Ni/BaTiO_3/γ-Al_2O_3催化剂的结构及其甲烷二氧化碳重整性能研究

以溶胶-凝胶法将BaTiO3负载于γ-Al2O3表面,合成出不同BaTiO3质量百分比的复合载体BaTiO3/γ-Al2O3。采用XRD、IR技术对复合载体BaTiO3/γ-Al2O3的结构进行了研究,考察了复合载体负载的镍基催化剂Ni/BaTiO3/γ-Al2O3在CH4-CO2重整反应中的抗积炭和稳定性能。结果表明:BaTiO3粒子以不连续的方式分散在γ-Al2O3的表面,致使原位氢还原后Ni/Ba-TiO3/γ-Al2O3催化剂的供电子强度相对削弱,抑制了CH4-CO2重整过程一氧化碳的歧化反应。Ni/25.4%BaTiO3/γ-Al2O3催化剂在700℃较低重整反应温度下的抗积炭和稳定性能明显优于Ni/BaTiO3和Ni/γ-Al2O3催化剂。     

丙二酸二乙酯在Cu/SiO_2催化剂上的加氢过程

在连续流动固定床反应器上,研究了Cu/SiO_2催化丙二酸二乙酯(DEM)加氢制备1,3-丙二醇(1,3-PDO)的反应。采用H_2-TPR、XRD、SEM、N_2吸附-脱附等方法对催化剂进行表征。进一步优化了原料液含量、氢酯摩尔比、液态空速、反应温度、反应压力等因素对反应结果的影响。表征结果显示,不同还原条件会影响Cu/SiO_2还原后活性铜的量及其分散状态;于300℃下还原4 h时,Cu/SiO_2催化剂的活性中心较多且分散均匀。实验结果表明,采用于300℃下还原4 h的Cu/SiO_2催化剂,在原料液含量7.5%(w)、氢酯摩尔比330、液态空速1.8 h-1、反应温度200℃、反应压力2.0 MPa的反应条件下,DEM的转化率为85.2%,产物1,3-PDO的收率为41.0%,副产物3-羟基丙酸乙酯的收率为32.9%。     

氧化钙固体碱催化剂用于大豆油和甲醇酯交换制备生物柴油的研究

对氧化钙固体碱催化剂用于甲醇和大豆油的酯交换反应制备生物柴油（脂肪酸甲酯）进行了研究，考察了醇油摩尔比、反应温度、催化剂用量等因素对生物柴油产率的影响，以及采用四氢呋喃等溶剂溶解产物中的甘油和脂肪酸甲酯以分离回收催化剂的方法。结果表明，在醇油摩尔比为12、反应温度为65℃、催化剂用量为8％、反应1．5h的条件下，生物柴油产率达到了95％以上。重复使用实验结果表明，CaO的催化活性比K2CO3／γ-Al2O3和KF／γ-Al2O3固体碱催化剂高，寿命更长，重复使用20次后催化效果无明显下降。     

水溶剂中Pd - Ni/y-Al2O3催化剂上糠酸加氢

制备了Pd-Ni/γ-Al2O3催化剂,应用程序升温还原和程序升温脱附技术考察了催化剂的表面性质与催化加氢性能的关系.实验结果表明,Pd-Ni/γ-Al2O3催化剂表面存在两种活性中心,催化加氢反应主要在较弱的活性中心上进行.采用连续流动固定床微型反应器考察了水溶剂体系中Pd-Ni/γ-Al2O3催化剂上糠酸加氢生成四氢糠酸的反应,研究了反应条件对催化反应性能的影响,在2.5 MPa、200℃、氢气空速4 000 h-1、糠酸水溶液的空速8.0 h-1、氢气与糠酸的摩尔比50的条件下,糠酸转化率为96.8%,四氢糠酸选择性为100%,催化剂连续运转200 h后催化活性没有下降.     

装填3层催化剂的页岩油加氢精制工艺的中试

采用等体积浸渍法制备HY-γ-Al2O3,Ni-W-P/HY,Ni-Mo-P/γ-Al2O3催化剂用于页岩油加氢精制。在中试装置上考察反应温度、反应压力、氢气与页岩油的体积比(氢油比)和液态空速及催化剂的装填工艺等条件对页岩油加氢精制的影响。试验结果表明,3层催化剂(HY-γ-Al2O3,Ni-W-P/HY,Ni-Mo-P/γ-Al2O3)的页岩油加氢精制工艺具有较好的精制效果,适宜的加氢精制条件为:温度400℃、压力9.0 MPa、氢油比为600、液态空速为0.5 h-1。在此条件下页岩油的脱硫率达96.8%,脱氮率达90.5%。与单层催化剂(HY-γ-Al2O3)及2层催化剂(HY-γ-Al2O3和Ni-W-P/HY)相比,采用3层催化剂的页岩油加氢工艺的脱硫率分别提高了2.3%和1.5%,脱氮率分别提高了4.9%和3.3%。     

CoMo/γ-Al_2O_3催化剂的制备及其加氢脱氧性能

采用共沸蒸馏-均匀沉淀法辅以超声波分散技术制备了纳米γ-Al2O3(γ-Al2O3(Ⅰ)),并以γ-Al2O3(Ⅰ)与商品γ-Al2O3(γ-Al2O3(Ⅱ))为载体,采用等体积浸渍法制得了Co与Mo负载量(分别以CoO与MoO3的质量分数计)分别为6%和16%的CoMo/γ-Al2O3(Ⅰ)与CoMo/γ-A12O3(Ⅱ)催化剂,采用间歇搅拌釜考察了催化剂的苯酚加氢脱氧性能。BET,SEM,XRD,H2-TPR,NH3-TPD表征结果表明,γ-Al2O3(Ⅰ)载体呈纤维介孔状,具有较大的比表面积、孔体积及适宜的孔分布。相对于CoMo/γ-A12O3(Ⅱ)催化剂,CoMo/γ-Al2O3(Ⅰ)催化剂的活性组分高度分散于γ-Al2O3(Ⅰ)载体表面,还原性能较高,酸中心较多。苯酚加氢脱氧反应结果表明,CoMo/γ-A12O3(Ⅰ)催化剂具有较高的加氢脱氧活性,苯酚转化率为79.2%,苯选择性为89.3%。     

Ru/γ-Al2O3制备条件对苯加氢活性的影响

考察了钌在γ-Al2O3载体上的负载方式,还原条件、反应温度等对苯加氢制环己烷反应的影响.发现钌在γ-Al2O3载体上的负载量为2%的催化剂,经甲醇处理,催化剂的还原温度为160～180℃时,Ru/γ-Al2O3催化剂的苯加氢制环己烷反应活性较高.