HgCl_2-CuCl_2-KCl/C超低汞催化剂的制备及使用性能

以HgCl_2为主催化活性组分,CuCl_2和KCl为助剂,活性炭为载体,采用浸渍法制备HgCl_2-CuCl_2-KCl/C超低汞乙炔氢氯化反应催化剂,采用SEM、XRD进行表征,并在固定床反应器上对催化剂的催化性能进行测试,用管式恒温炉对低汞催化剂的使用寿命进行评价。结果表明:CuCl_2和KCl的加入均能提高催化剂的使用性能,氯化汞损失率降低,乙炔转化率提高;4%HgCl_2-3%CuCl_2-3%KCl/C为最佳配比,且活性组分分散度较高,在乙炔空速为30h~(-1)、V(C_2H_2)/V(HCl)为1∶1.05的条件下,反应720h,乙炔氢氯化反应的转化率可达到97.25%,氯化汞损失率降低到1.5%,使用性能较好。     

乙炔氢氯化反应高分散载金催化剂的制备及催化性能

采用Au(en)2Cl3作前驱体,制备了用于乙炔氢氯化反应的载Au催化剂,并采用N2-吸附、XRD、TEM进行了表征。在常压固定床反应器中详细考察了Au的价态、载体、Au负载量、碱金属助剂对Au催化剂活性的影响。结果表明,催化乙炔氢氯化反应的载Au催化剂的活性组分主要以离子态Aun+存在。采用椰壳质活性炭(ACS)为载体、KCl为助剂、Au负载量为1%（质量分数）时,载Au催化剂Au-K/ACS具有较高分散度,平均粒径为2.3nm。以Au-K/ACS作为催化剂,在温度180℃、空速120h-1、V(HCl)/V(C2H2)=1.1时,乙炔氢氯化反应的转化率可达98%以上,氯乙烯选择性不低于99.5%;在空速为2000h-1时,该催化剂仍具有较好的稳定性。     

AuCl3-BiCl3/C催化剂的制备及使用性能研究

以AuCl3为主催化活性组分,BiCl3为助剂,活性炭为载体,采用浸渍法制AuCl3-BiCl3/C催化剂,使用固定床转化器对催化剂在乙炔氢氯化反应中的催化活性（用乙炔转化率和氯乙烯选择性作为评价指标）进行测试,并采用BET,XRD,TEM方法进行了表征。结果表明：BiCl3的加入能提高乙炔转化率,0.3%AuCl3-0.9%BiCl3/C为最佳配比,活性组分分散度高,抗积炭能力好,在乙炔空速为20 h-1、V（C2H2）/V（HCl）=1:1.1、反应时间为24 h的条件下,乙炔转化率可达到98.9%,氯乙烯选择性高于99.7%,催化剂使用性能较好。     

UDH多组元无汞催化剂的制备、表征及其与HgCl2催化剂的乙炔氢氯化反应活性对比

在对10 L合成釜制取的UDH无汞催化剂及其载体进行物化表征的基础上,将UDH无汞催化剂与工业HgCl2催化剂用于催化乙炔氢氯化反应,进行了单管中试平行对比试验。结果表明：UDH无汞催化剂具有微孔结构,平均孔径为2 nm,活性组分平均粒径为4 nm左右;UDH无汞催化剂与工业HgCl2催化剂作用下的氯乙烯选择性均大于99%;采用工业HgCl2催化剂时,在反应的前900 h内乙炔转化率大于98%,但在之后的700 h内乙炔转化率迅速下降,采用UDH无汞催化剂时,在整个反应的1 600 h内,乙炔转化率由98%缓慢降至89%,表明UDH无汞催化剂具有更好的稳定性。     

乙炔氢氯化PdCl_2/C催化剂失活原因分析

采用浸渍法制备了PdCl2/C催化剂,考察了PdCl2/C催化剂用于乙炔氢氯化反应制取氯乙烯的催化性能,并用微结构分析仪、扫描电子显微镜、热重分析和电感耦合等离子体发射光谱等表征方法对PdCl2/C催化剂的失活原因进行了分析。实验结果表明,PdCl2/C催化剂具有很高的初活性,在反应温度110~180℃、常压、空速120h-1、V(HCl)∶V(C2H2)=1.15的条件下,乙炔的转化率大于90%,氯乙烯的选择性大于97%,但该催化剂使用寿命很短,失活迅速。表征结果表明,催化剂表面积碳和活性组分PdCl2流失(损失率达40%以上)是导致PdCl2/C催化剂失活的主要原因。通过加入KCl助剂有效地抑制了活性组分PdCl2的流失,PdCl2/C催化剂的性能得以改善。将失活PdCl2-KCl/C催化剂用硝酸氧化除积碳后,催化剂的活性可以恢复。     

AuCl3-CuCl2/γ-Al2O3乙炔氢氯化催化剂的失活原因分析及再生性能研究

采用γ-Al2O3为载体通过浸渍法制备了AuCl3-CuCl2/γ-Al2O3催化剂,考察其对乙炔氢氯化反应的催化性能,并用比表面积及孔径分析、扫描电镜、能谱仪、傅里叶变换红外光谱、电感耦合等离子体原子发射光谱等表征方法对催化剂的失活原因进行分析。结果表明：在温度150 ℃、压力0.1 MPa、空速120 h-1、V（HCl）：V（C2H2）=1.05的工艺条件下,乙炔转化率达到97% 以上,氯乙烯选择性达到99% 以上,但反应3 h后催化剂活性迅速降低;催化剂表面积炭为其失活的主要原因。将失活催化剂在空气氛围、500 ℃下焙烧1 h后,其活性基本能恢复至新鲜催化剂水平,说明该催化剂具有优异的再生性能。     

Pt-Cu/SiO_2对四氯化碳脱氯制四氯乙烯与甲烷氯化耦合反应的催化性能

研究了甲烷作为氢源与四氯化碳的耦合反应。考察了Cu/SiO2、Pt/SiO2和Pt-Cu/SiO2催化剂对四氯化碳脱氯与甲烷氯化耦合反应的催化性能,以及Pt/Cu摩尔比对反应的影响。结果表明:Cu/SiO2催化剂对四氯化碳脱氯反应活性较高,其初始转化率为14.6%,而对甲烷氯化反应活性较低,转化率为1.7%;Pt/SiO2催化剂对甲烷氯化反应有较高活性,初始转化率5.37%,而对四氯化碳脱氯活性较低,转化率为13.4%;1%Pt-2%Cu/SiO2双金属催化剂对四氯化碳脱氯与甲烷氯化耦合反应表现出较高的活性和稳定性,四氯乙烯选择性接近100%。     

技术动态

<正>大化所开发聚氯乙烯高效非汞催化剂中科院大连化学物理研究所开发出一种氮掺杂的类石墨烯催化剂,可高效催化乙炔氢氯化。研究人员在对纳米碳催化材料深入研究的基础上,通过精确控制碳化硅材料的处理过程,在其界面制造纳米碳结构,并采用氨化等方法实现了氮原子在碳结构中的原位掺杂。在碳化硅表面形成的这种氮掺杂的类石墨烯材料(SiC@N—C)显示了优良的直接催化乙炔氢氯化的性能。     

CuO-ZnO/ZrO_2催化剂上CO_2催化加氢合成甲醇的研究

采用并流共沉淀法制备了CO2加氢合成甲醇的CuO-ZnO/ZrO2催化剂,考察了反应温度、压力和空速等对催化剂性能的影响,并进行了催化剂活性稳定性评价。在原料气配比一定,CO2催化加氢合成甲醇较好的工艺条件为反应温度250℃,压力2.0MPa,空速1600h-1时,此时CO2转化率为23.1%,甲醇的选择性为50.2%。催化剂重复使用5次,CO2转化率仍在20%以上,催化剂活性稳定性较好。     

乙炔与1，2-二氯乙烷合成氯乙烯无汞催化剂的制备与性能

采用等体积浸渍法制备出不同氮化合物改性、金属氯化物负载的系列活性炭催化剂,在固定床反应器中考察了催化剂对乙炔与1,2-二氯乙烷耦合反应的催化效果,考察了优选催化剂 80 h 运行稳定性,并利用扫描电子显微镜（SEM）和 X 射线光电子能谱（XPS）仪分析了催化剂的失活原因。结果表明:咪唑改性椰壳活性炭催化剂可有效催化乙炔和1, 2-二氯乙烷发生耦合反应生成氯乙烯;在反应 80 h 过程中,1, 2-二氯乙烷的转化率和氯乙烯的选择性随反应时间变化不大,但乙炔转化率降低了 21 个百分点;表面积炭及活性位点吡啶氮摩尔分数降低是催化剂失活的主要原因。     

Palladium-Based Catalysts for the Hydrochlorination of Acetylene: Reasons for Deactivation and Its Regeneration

Abstract

Palladium-based catalysts were prepared by an incipient wetness impregnation method, and the catalytic activity for the hydrochlorination of acetylene was studied in a fixed-bed reactor under normal pressure. Several analysis methods including scanning electron microscope (SEM), gas chromatography–mass spectrometry (GC-MS), N₂-adsorption, thermogravimetry (TG), and inductively coupled plasma–atomic emission spectrometry (ICP-AES) analysis methods were combined to study the reasons for the deactivation of PdCl₂/C catalyst in detail. On this basis, some attempts were made to improve catalyst stability and its regeneration.     

NiMoC/γ-Al_2O_3催化剂用于甲烷三重整反应

采用共浸渍和程序升温碳化法制备了一系列NiMoC/γ-Al2O3催化剂,并用于甲烷三重整制合成气反应,通过XRD,H2-TPR,CO2-TPD,O2-TPO,TG-DSC等方法对催化剂进行了表征,考察了Ni的添加对催化剂的活性、表面性能和晶型结构的影响。实验结果表明,m(Ni)∶m(Mo)=0.4的NiMoC-0.4/γ-Al2O3催化剂具有较高的活性,在常压、850℃、气态空速4 600 mL/h、n(CH4)∶n(O2)∶n(CO2)∶n(H2O)=1.00∶0.16∶0.39∶0.30的条件下,CH4转化率达95.8%,CO2转化率接近100%,H2与CO的收率分别为99.0%和95.8%,产物中V(H2)∶V(CO)=1.85。表征结果显示,Ni的添加有助于Mo2C的形成,并增强了Mo与载体的相互作用,增加了催化剂表面的碱性位。由于Ni3C比碳化钼更易被氧化,从而保护了碳化钼不被氧化,在反应气氛下催化剂中的Mo物种可进一步被碳化,使得高温下NiMoC-0.4/γ-Al2O3催化剂的活性较高且较稳定。     

四氯化碳气相催化加氢脱氯反应Pt-Co/Al_2O_3催化剂研究

采用浸渍法制备了w(Pt)为0.1%的Pt-Co/Al2O3催化剂,考察了其在四氯化碳气相催化加氢中的催化性能,结果表明其在最佳反应温度和空速分别为200℃和1500h-1时表现出很高的催化活性;同时,通过对不同Co前驱体制备的w(Pt)为0.1%的Pt-Co/Al2O3催化剂的催化性能考察,表明以C℃l2·6H2O作为Co前驱体最佳,最适宜的w(Co)为15%;而不同掺杂方法的研究结果显示,V的掺杂量w(V)=0.024%对提高Pt-Co/Al2O3催化剂的催化稳定性有很大帮助。     

6Cr/SiO_2催化剂上CO_2氧化乙烷脱氢制乙烯反应的研究

在常压固定床微反反应器上 ,对CO2 氧化乙烷脱氢制乙烯反应催化剂进行了评价。通过对载体及活性组份的筛选 ,发现 6Cr/SiO2 催化剂具有较佳的催化反应性能。温度在 82 3～ 92 3K之间 ,该催化剂的乙烷转化率和乙烯选择性分别为1 2 1 %～ 3 2 1 %和 85 2 %～ 77 3 %。增加V(CO2 ) /V(C2 H6 ) ,有利于提高乙烷转化率和乙烯产率 ,随V(CO2 ) /V(C2 H6 )从1 0增加到 4 0 ,乙烷转化率从 3 1 2 %增加到 49 1 % ,乙烯产率从 2 4 8%增加到 3 5 1 %。另外 ,考察了Cr担载在不同载体上CO2 对乙烷脱氢的作用。对于 6Cr/SiO2 和 6Cr/AC催化剂 ,CO2 对乙烷脱氢起促进作用 ,而对于 6Cr/MCM41和 6Cr/Al2 O3催化剂 ,CO2 对乙烷脱氢却起抑制作用。对 6Cr/SiO2 催化剂上CO2 氧化乙烷脱氢制乙烯反应的再生实验也进行了探讨。结果表明 ,在 92 3K下反应后的催化剂用O2 可完全再生 ,而用CO2 则不能完全再生。