甲醇羰基化合成乙酸催化剂的研究进展

综述了甲醇羰基化合成乙酸催化剂的研究情况,重点介绍了孟山都工艺和当前的研究热点,并对我国未来的发展趋势作了展望。     

甲醇羰基化合成乙酸催化剂的研究概况

详细介绍了催化剂主体金属、助剂金属、载体材料 3个方面对甲醇羰基化合成乙酸的催化剂最新研究情况 ,同时也介绍了不用碘甲烷促进的催化剂情况。     

甲醇气相羰基化负载型金属氯化物催化剂研究

以活性炭为载体,制备了FeCl3、CoCl2、NiCl2、CuCl2、ZnCl2一系列负载的金属氯化物催化剂,并对甲醇常压下直接气相羰基化反应进行了研究,实验发现以氯化镍的活性最高,氯化铜的选择性最好。通过对一系列双组分金属氯化物催化剂的研究发现,NiCl2 CuCl2/C与NiCl2/C催化剂相比甲醇转化率、羰化选择性都明显提高,羰化产物的收率提高了25%,其催化剂的最佳负载量分别是5%NiCl2和15%CuCl2。在新研制的NiCl2 CuCl2/C催化剂上,对甲醇直接气相羰化反应工艺条件进行了研究,结果表明此新催化剂活性高,稳定性好。优化的工艺条件为:反应温度300℃,甲醇进料浓度22 5%,CO空速3000L/kg cat/h,此时甲醇转化率达34 5%,醋酸甲酯选择性达94 7%(mol),产物时空收率为3 2mol/kg cat/h。     

甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯催化剂研究进展

论述了甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯催化剂的研究和开发现状,特别是对Cu、Pd两种催化剂及Cu(I)、Cu(II)在不同载体和促进剂作用下的催化机理与催化性能进行了综合分析。     

Ni/活性炭催化剂制备因素对气相甲醇羰基化的影响

利用催化反应、TEM和TPR表征考察了制备因素包括Ni含量和催化剂前体对Ni/活性炭(Ac)催化剂甲醇羰基化性能的影响.催化剂制备采用垂湿浸渍法.结果表明,Ni含量为2.5%(mass)时.羰基化活性最高.用Ni(NO_3)_2、Ni(OAc)_2和NiCl_2制备的催化剂,催化性能基本相同,活性都较低.用Ni(NH_3)_6~(2+)和Ni(en)_n~(2+)(n=0.8和3)络合物制备的催化剂活性都较高,前者尤高.这与高羰基化活性与浸渍过程活性炭与络合阳离子间发生静电相互作用使Ni分散度显著提高有关.     

Mo助剂对Ni/C催化剂上甲醇羰基化性能的影响

采用等体积浸渍法制备Ｎｉ／Ｃ 及其双金属催化剂,以ＸＰＳ 和ＴＰＲ 技术表征了其表面组成和还原性能,并在加压固定床反应器装置上考察了催化剂的羰基化活性。结果表明：在Ｎｉ／Ｃ 催化剂中添加Ｍｏ 组分能削弱氧化镍与活性炭之间的相互作用,促进ＮｉＯ 的还原;适量的Ｍｏ 组分还能促进ＮｉＯ 在载体表面的分散,从而提高镍催化剂的羰基化活性,最佳ｎ（ Ｍｏ）／ ｎ（ Ｎｉ） ＝ ０－３ 。浸渍次序对羰基化活性有一定的影响,其活性顺序为先浸镍后浸钼＞共浸＞ 先浸钼后浸镍。在反应温度为２４０ ～３００ ℃、压力为０－５ ～２－５ ＭＰａ 、原料中ｎ（ＣＨ３ＯＨ）／ ｎ（ＣＨ３Ｉ） 为９ ～１９ 的反应条件下,升高反应温度和提高碘甲烷浓度均对羰基化反应有利,最佳反应条件为：３００ ℃、１－５ ＭＰａ,原料比ｎ（ＣＯ）／ ｎ（ ＭｅＯＨ）／ ｎ（ ＭｅＩ） ＝ ２１／１９／１ 。     

铱催化剂催化甲醇羰基化制备乙酸研究进展

乙酸是一种重要的化工原料,铱催化剂是最近发展起来的甲醇羰基化生产乙酸的重要催化剂。介绍了铱基催化剂体系的工业化发展过程,影响因素,催化机理,存在的缺点,和克服这些缺点所做的探索,并指出了今后的发展趋势。     

负载液膜催化剂催化甲醇气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯反应的性能

制备了新型负载液膜催化剂PdCl₂-CuCl₂-KOAc-EG/AC,并用于甲醇气相氧化羰基化直接合成碳酸二甲酯(DMC),考察了二甘醇、三甘醇和四甘醇及其混合物等不同液膜相,以及制备方法对所制备催化剂在合成DMC反应中催化性能的影响。结果表明,二甘醇作为液膜相,采用高温加压浸渍法制备的催化剂的DMC空时收率较固载型催化剂显著提高。在160℃、0.3 MPa、n(CH₃OH): n(CO):n(O₂)=3.6:2.3:1、原料气体积空速7100 h^-1条件下,DMC空时收率最高可达921 g/(L-cat·h),并且催化剂稳定性也有较大提高。高温加压浸渍法有利于液膜相分散于活性炭孔道中,并保持相对稳定。液膜相的黏度和分子大小是影响负载液膜催化剂反应性能的主要因素。     

Ni-La/AC甲醇气相羰基化催化剂失活行为的研究

采用等容浸渍法制备了Ni-La/AC双金属催化剂,在连续流动固定床反应装置中,于260℃、1.5 MPa、CO/CH3OH/CH3I摩尔比20/19/17、.5 g-cath.mol-1条件下考察了催化剂的稳定性,并通过BET、XRD、TPR和ICP等技术手段对甲醇气相羰基化反应失活前后Ni-La/AC催化剂进行了表征,考察了催化剂在反应过程中的结构变化和失活行为。结果表明:La组分的引入促进了Ni在催化剂表面的分散,提高了反应的初活性。但是在长时间运转条件下,羰基化活性中心Ni晶粒发生聚集,成为积碳的活性中心,堵塞了部分催化剂微孔,使得催化剂比表面积减小导致催化剂失活。失活催化剂再生后,比表面积有所回升,但Ni晶粒明显增大,反应过程中失活速率加快。此外,活性金属镍的流失以及Ni、La在催化剂上分布的变化也是催化剂失活的原因之一。     

Eastman开发出良好活性和稳定性的甲醇羰基化载体催化剂

甲醇羰基化多相载体催化剂开发中常见问题包括反应活性不高、易磨损,更主要的是从载体中失掉活性金属Rh组分(也是最昂贵的),造成这类载体催化剂无法工业化。Eastman化学公司研究者发现把Ⅷ族金属、锡及其复配金属以碳化多磺酸盐的二乙烯基苯-苯乙烯共聚物作载体可以解决上述问题。此发明的关键是使用了Rohm＆Haas公司生产Ambersorb共聚物,可以保持催化剂具有离子交换树脂的良好物理强度和耐磨损性能,同时还具有软活性炭的高催化活性特征。     

甲醇气相羰化复合催化剂的制备及性能研究

用浸渍法制备了甲醇气相羰化Ni-Mo-La/AC三组分复合催化剂,用BET、XRD、XPS等表征手段进行了表征分析,并考察了催化剂制备因素对催化活性的影响。实验证明,在Ni-Mo/AC中加入稀土,可显著的提高Ni的表面分散,提高催化剂的催化活性,且选择性有利于醋酸。最佳催化剂的制备方法为用钼酸铵水溶液和硝酸镍、硝酸镧甲醇溶液两步浸渍活性炭。La最佳质量负载量为2.7%,催化剂焙烧和还原最合适的温度均为450℃。制得的催化剂,可获得96.72%的甲醇转化率和70.45%的羰化产物(醋酸甲酯和醋酸)产率。     

甲醇气相羰化镍基复合催化剂的催化稳定性研究

用浸渍法制备了负载型Ni-Mo/AC和Ni-Mo-La/AC复合催化剂,在连续固定床反应器中评价了其催化甲醇气相羰基化合成醋酸和醋酸甲酯的性能。考察了催化剂的催化稳定性,并用吸附法表征了反应前后的催化剂的孔结构。结果证明,Ni-Mo/AC催化剂在反应中容易积炭,失活较快,La元素的加入对活性组分在AC上的均匀分散及催化剂的催化稳定性有所改善,降低了失活速率。     

碳纳米管的制备及其用于甲醇气相羰基化催化性能

实验发现采用LaFeO3 催化剂乙炔在氢气与氮气气氛中裂解产物完全不同。在反应温度 973K ,氮气气氛下 ,乙炔在催化剂上裂解为碳纳米管 ,平均管径为 30nm ,管径比较均匀 ;在氢气气氛中乙炔主要在热电偶上裂解为碳纤维 ,直径平均为 6 0 0nm左右。采用碳纳米管作催化载体制备的硫化Mo/CNT催化剂 ,比相同条件下碳纤维作载体制得的Mo/CT催化剂甲醇气相羰基化活性高 2～ 3倍 ;在反应温度 5 73K、空速 96 0 0L/kg/h时 ,醋酸甲酯选择性为 76 2 %,此时TOF值最大达到 1 74mol醋酸 /molMo/h。对硫化的Mo/CNT催化剂的TEM图观察发现 ,催化剂颗粒负载在碳纳米管外壁上 ,催化剂颗粒直径平均 10nm。     

担载型钯催化剂上甲醇的分解机理研究

考察了甲醇在Ｐｄ／ＳｉＯ２、Ｐｄ／Ｌａ２Ｏ３上的分解，用甲醇的脉冲实验考察了两种催化剂的相对活性以及不同催化剂上产物的分布，用ＸＰＳ考察了金属与载体之间的相互作用，并用原位ＦＴ－ＩＲ作为辅助手段证实了产物中甲烷的生成。     

新型羰基合成乙酸酐铑催化剂的制备及应用

制备了以氯化亚锡为配体的铑催化剂,评价了其在乙酸甲酯羰基合成乙酸酐中的性能。该催化剂既表现了良好的稳定性,又保持了较高的催化活性,乙酸酐时空收率为8.07 mol/(L.h),催化速率为每g铑生成乙酸酐809g/h。     

甲醇气相羰基化非铑非卤素新催化体系研究Ⅴ.载体对催化剂气相羰基化性能的影响

以活性炭、三氧化二铝、二氧化硅作载体制备了一系列负载的钼催化剂 ,并对甲醇常压下直接气相羰基化进行了研究 ,实验发现载体对催化剂的羰化性能非常敏感。活性炭是最佳的催化剂载体 ;Mo/γ Al2 O3 催化剂虽甲醇转化率高 ,但羰化产物选择性低 ;而Mo/SiO2 催化剂不仅甲醇转化率低、而且羰化选择性几乎为零。实验对催化剂的CO、NH3化学吸附与羰基化性能的关系进行了分析 ,结果表明 :催化剂的酸性对甲醇的转化十分重要 ,催化剂对CO的化学吸附是决定羰化反应选择性的关键。此外 ,本文提出了甲醇裂解成甲基正离子与一氧化碳作用的直接气相羰基化的催化机理