乙醇耦合制备C4烯烃影响因素的研究

C₄烯烃在化工产品及医药生产领域具有非常广泛的运用，乙醇是生产制备C₄烯烃的原料，在制备过程中，催化剂组合与温度对C₄烯烃的选择性和C₄烯烃收率将产生影响。本文就Co/SiO₂和HAP装料比、每分钟乙醇注入量以及温度对C₄烯烃收率产生影响三种主要因素进行了不同的组合，利用Spearman秩相关分析法研究了不同装料方式下的影响因子与C₄烯烃收率的依赖级别，分别以乙醇流量和C₄烯烃选择性为因变量，催化剂种类和温度为自变量建立了基于最小二乘法的多元线性回归模型，并利用鲨鱼优化算法在可行域内求得C₄烯烃收率的最优值为4 994.349 862‰。     

不同类型催化剂对异丁烯齐聚反应过程的影响

采用固定床反应器分别探究了三类催化剂（固体磷酸催化剂、酸性阳离子交换树脂催化剂以及分子筛催化剂）对异丁烯齐聚过程的影响。实验结果表明：固体磷酸催化剂适用于C₈烯烃的生产,酸性阳离子树脂催化剂及改性的分子筛催化剂（Hβ）适合生产C₁₂烯烃。异丁烯齐聚产物C₈～C₁₆（清洁燃料油）因无芳烃、无硫,在石化工业中具有非常广泛的应用潜力;由三种类催化剂的评价结果来看,C₈～C₁₆的选择性最高时均能接近100%,但是固体磷酸催化剂和酸性阳离子树脂催化剂的异丁烯原料转化率比Hβ分子筛催化剂低,Hβ催化作用下异丁烯转化率可以达到88%。     

乙醇偶合制备C4烯烃催化剂及温度最佳选择与评价

在化学工业生产中C4烯烃是重要的化学原料。传统工艺上运用化石燃料或合成气作为原料制备C4烯烃，但随着化石燃料等资源的储量不断减少，开发一种新的原料对化学工业可持续发展具有至关重要的作用。本文研究表明乙醇转化率和C4烯烃选择性与反应温度存在较强的正相关，且在试验过程中乙醇转化率，C4烯烃选择性，乙醛选择性和碳数为4～12脂肪醇选择性均属于中等变异，乙烯选择性属于强变异。当Co负载量为3.02 wt%,Co/SiO₂和HAP装料比为2.03，乙醇浓度为2.1 mL/min，温度为348.18℃时，C4烯烃选择性较高。研究表明反应温度在乙醇偶合制备C4烯烃过程中有较大影响。     

C4馏分中丁二烯选择性加氢镍基催化剂制备和应用

催化裂化装置产生的C4馏分中含有微量丁二烯,在后续加工过程中为有害杂质,需要除去,采用选择性加氢脱除二烯烃是一种有效的方法。研究了一种非负载型非贵金属镍基催化剂的制备方法,采用XRD、TEM、FT-IR和TG-DTG-DTA等考察催化剂制备条件对晶相结构及形貌特征的影响,并在高压固定床反应装置上考察催化剂对C₄馏分中丁二烯选择性加氢脱除的催化反应性能。结果表明,采用碱镍物质的量比为1.05和温度120 ℃条件下合成的镍催化剂前驱体,在90 ℃制备的催化剂性能最优。在氢压1.0 MPa、反应温度60 ℃、氢油体积比20和液时空速2.0 h^-1条件下,制备的镍基选择性加氢催化剂能将C₄馏分中低含量丁二烯烃完全脱除,具有良好的二烯烃选择性加氢活性。     

液体酸耦合体系催化C4烷基化研究进展

综述了近十年来液体酸耦合体系催化C₄烃烷基化反应的最新进展,包括液体超强酸、有机酸-杂多酸、离子液体-酸耦合体系,对比了不同催化体系催化C₄烃烷基化反应过程中的烯烃转化率、三甲基戊烷的选择性和烷基化汽油的研究法辛烷值,总结了不同催化体系的优缺点。重点论述了离子液体-酸耦合体系催化剂中组成离子液体的阴阳离子以及耦合酸类型对C₄烃烷基化反应的影响：有机胺类离子液体较咪唑类有着更为优异的烷基化效果,阴离子和改性离子液体通过形成特定的结构来维持反应体系的酸强度、减少副反应,从而延长催化剂的使用寿命,耦合酸为反应提供酸性位点并与离子液体协同催化。离子液体-酸耦合催化体系具有酸耗低、稳定性好、不易失活且可循环使用等优点,是C₄烷基化催化剂未来的发展方向之一。     

活化气氛对CO2加氢制取低碳烯烃Fe-K催化剂构-效关系

CO₂加氢直接制取低碳烯烃是实现其资源化利用的重要途径。通过热分解法制备了5种不同K含量（1%、3%、5%、7%、9%）的Fe-K催化剂用于CO₂加氢反应,结果表明Fe95-K5（95% Fe-5% K,质量分数）催化剂具有最优的活性及C₂～C₄烯烃选择性;随后对Fe95-K5催化剂进行了10% H₂/Ar、10% CO/Ar及5% CO/5% H₂/Ar 3种不同气氛活化处理以及CO₂加氢反应。结果发现,10% CO/Ar活化的催化剂具有最高的C₂～C₄烯烃选择性（38.1%）及链增长能力（α=0.644）。此外,还通过X射线衍射、Raman、程序升温等表征技术揭示了催化剂在不同活化气氛下的结构演变历程。研究发现,10% CO/Ar与5% CO/5% H₂/Ar活化的催化剂会生成γ₁型碳化铁结构,而10% H₂/Ar活化的催化剂则会在反应过程中生成γ₂型碳化铁结构,两种碳化铁结构对CO₂解离均有促进作用。     

MnOx助剂对Fe/SiO2催化剂费-托合成制低碳烯烃动力学的影响

探讨了MnO_x助剂对Fe/SiO₂催化剂经由费-托反应(Fischer-Tropsch)制备低碳烯烃(FTO)的影响。通过浸渍法制备了Fe₂₀/SiO₂和Fe₂₀-Mn_1.0/SiO₂催化剂,结果表明MnO_x助剂显著提升了CO转化率和C₂～C₄烯烃的时空收率。程序升温吸附实验表明MnO_x助剂增加了Fe基催化剂表面碱性,促进了CO的解离吸附。运用幂指数模型,研究了Fe₂₀/SiO₂和Fe₂₀-Mn_1.0/SiO₂催化剂上FTO反应动力学,得到了各产物生成活化能与H₂/CO反应级数。最后,结合动力学研究与程序升温表征结果,对Fe基催化剂FTO反应机理,尤其是MnO_x助剂提高Fe₂₀/SiO₂催化剂上低碳烯烃选择性的作用进行了讨论。     

C6~C8烯烃水合催化剂的研究进展

环己烯、正己烯、正辛烯等C₆~C₈烯烃是重要的化工原料,用途广泛。综述了环己烯及正己烯,正辛烯等C₆~C₈烯烃水合催化剂的研究进展。环己烯水合法制备环己醇是一种绿色制备工艺,其催化剂由最初的硫酸、磺酸等均相催化剂逐渐向分子筛等非均相催化剂过渡,其中HZSM-5分子筛以其高选择性、高活性成为工艺上常用的催化剂。环己烯间接水合法合成环己醇的途径具有高选择性,高转化率,低能耗的优点,其催化剂的研究也处在一个高速发展阶段。正己烯、正辛烯水合催化剂的研究较少。未来离子液体等新型水合催化剂将会成为环己烯水合制备环己醇的研究重点。     

CuZnTiO2/SAPO-34双功能催化剂的设计、制备及其用于CO2加氢制烯烃性能

CO₂加氢经甲醇（含氧中间体）制低碳烯烃工艺路线,可实现成醇、脱水两步反应串联协同进行,打破费托合成产物Anderson-Schulz-Flory（ASF）分布限制,高选择性地制取低碳烯烃。传统甲醇合成Cu基催化剂加氢能力较强,在两步反应中产物以CH₄、低碳烷烃为主。实验设计、制备了CuZnTiO₂/(Zn-)SAPO-34复合催化剂,实现了CO₂加氢在Cu基复合催化剂上高选择性合成C₂～C₄烯烃（约60%）。研究表明,两步反应过程中甲醇体积分数较低（＜6%）,且高温下逆水煤气变换反应严重,导致催化剂酸性变化对产物分布的影响较大。调变两类活性位点比例发现,CH₄的产生与串联反应存在竞争关系,SAPO-34酸量的增加抑制了CH₄的生成,促进串联反应正向进行;合适的酸性有助于生成C₂～C₄烯烃。控制成醇、脱水两类活性位点接触距离可调变烯烃的二次反应,降低加氢能力,改善产物分布。     

Ni2P/SiO2催化剂制备及其乙酸加氢制乙醇催化性能评价

通过等体积浸渍和N₂气流中热处理过程制备了系列氧化硅负载过渡金属磷化物催化剂,经乙酸加氢制乙醇反应实验和动力学分析评价催化剂性能。研究结果表明,随着反应温度从280℃升高到340℃,乙酸转化率和乙醇选择性均逐渐提高。随着催化剂制备的P/Ni摩尔比从2：1增大到4：1,催化剂活性和乙醇选择性均先增大后减小,P/Ni摩尔比为3：1催化剂性能较佳。250℃热处理制备催化剂的催化性能优于200℃及300℃。Ni₂P/SiO₂催化剂活性和乙醇选择性均高于Co₂P/SiO₂催化剂。用次磷酸钠作为磷补充源制备催化剂的性能优于次磷酸钾。采用较佳条件下制备的Ni₂P/SiO₂催化剂,在温度340℃、压力2.0 MPa、氢酸进料量比10：1、质量空速0.4 h^-1条件下进行乙酸加氢反应,乙酸转化率为100%,乙醇选择性达到74.56%,并且适当升高反应温度会进一步提高乙醇选择性。     

液化气C4组分异构化研究及应用

在实际生产过程中,MTBE装置加工后的剩余C₄中含有大量非活性C₄烯烃,该部分烯烃随着液化气作为产品进行销售,对于液化气中的C₄造成浪费。提出将MTBE装置剩余C₄引入汽油加氢醚化装置异构化反应器进行异构化反应,将剩余C₄中的非活性烯烃转化为活性烯烃,再将异构化产物送至MTBE装置原料缓冲罐中作为MTBE装置原料进行反应。通过调研后得出,异构化反应器催化剂对剩余C₄中的非活性烯烃转化率可达30%,异构化反应产物与进料对比,异丁烯含量上升约3%,可有效提高MTBE装置产品产量。     

制备方法对FeC2O4制备的费托合成铁催化剂的影响

引入一种新的铁前体草酸亚铁,并考察4种制备方法（并流共沉淀,正加共沉淀,沉淀-浸渍K,沉淀-浸渍K、SiO₂）对费托合成铁基催化剂晶体结构、物化性质以及催化性能的影响。研究发现,制备方法显著影响催化剂的晶体结构和织构性质,由并流共沉淀制备的催化剂由于具有较好的结晶度和还原性,并且助剂与活性相结合程度更为均匀,使得催化剂展现出最佳的活性和稳定性,CO转化率可达96.2%。还发现并流共沉淀制备的催化剂表现出较高的烃类产物收率和C₂～C₄烯烃选择性,对液相产物和固相产物进行碳数分析发现,并流共沉淀所得的液相产物中汽油组分的含量高达85.8%,且C₄₊重质烃产物中,C₄～C₁₈含量高达91.0%;正加共沉淀的液相产物中煤油组分的选择性较高;沉淀-浸渍K的液相产物中柴油组分含量较高。     

AlCl3-季戊四醇络合催化剂催化１-辛烯齐聚工艺

聚α-烯烃是高品质的润滑油基础油。使用AlCl₃-季戊四醇络合催化剂,对1-辛烯齐聚反应进行研究,考察催化剂物质的量分数、季戊四醇与A1Cl₃物质的量比、反应温度和反应时间对聚烯烃收率及不同聚合物选择性的影响。结果表明,1-辛烯齐聚合成聚α-烯烃最佳工艺条件：AlCl3物质的量分数为2％,季戊四醇与AlCl₃物质的量比为0.5,反应温度为50 ℃,反应时间为4 h,聚烯烃收率约为93.4％,合成的聚α-烯烃产品中润滑油的理想组分三聚体和四聚体选择性较好。     

费托合成蛋壳型催化剂活性组分厚度的模拟计算

采用Comsol-Multiphysics软件对蛋壳型Co基催化剂费托合成反应体系进行了CFD模拟计算。通过建立合理的费托合成催化剂颗粒三维模型进行计算,重点研究了催化剂活性组分厚度对费托合成反应产物分布、温度分布以及转化率的影响。结果表明：费托合成反应内扩散阻力较大,CO在催化剂表面和内部存在明显的浓度差。且由于H₂的扩散速率远大于CO的扩散速率,导致催化剂颗粒内部氢碳比很高,不利于油类和蜡类物质的生成;随着催化剂活性组分厚度的增加,CO转化率逐渐提高,甲烷和低碳烃的选择性逐渐增大,而C₁₀H₂₂和C₂₂H₄₆的选择性逐渐减小;催化剂颗粒内部的温度峰值逐渐向催化剂内部移动,不利于反应热的转移。对于尺寸为?2.5 mm的蛋壳型球形催化剂,较佳的催化剂活性组分厚度为0.125 mm。     

合成气费托合成制重质烃Ru-Co/SiC催化剂的制备及性能

费托合成是以合成气生产清洁燃料和其他化学品的重要途径。传统费托合成产物遵循A-S-F分布,只有甲烷和重质烃的选择性没有极限值。因此,费托合成研究以最大程度地合成重质烃,提高合成产物中重质烃的选择性为目标。基于此,首先详细探究了Al₂O₃、SiO₂和SiC载体对费托反应性能的影响。结果表明 Co/SiC催化剂具有最高的CO转化率（83.5%）和C₅₊选择性（80.3%）。与浸渍法相比,原位还原法更为有效地引入Ru到Co/SiC催化剂,将C₅₊选择性提高至90.1%。Ru助剂能在保持较高催化活性不变的前提下,有效提高Co/SiC催化剂C₅₊选择性。催化剂表征（XRD、H₂-TPR、XPS、H₂-化学吸附和TEM）结果表明,Ru能与Co发生相互作用,提高了催化剂的可还原性和活性组分的分散性,进而改善了Co/SiC催化剂重质烃的选择性。     

甲烷氧化偶联反应的钨酸钠系列催化剂概述

甲烷氧化偶联催化反应在化工领域是一个热门研究课题,其中钨酸钠体系催化剂受到众多研究者的广泛关注。介绍了催化剂中不同Na₂WO₄含量、反应原料不同配比、反应温度、接触时间、催化剂中不同W和Mn含量、六方氮化硼掺杂的Na₂WO₄-Mn/SiO₂和不同SiO₂载体催化剂对甲烷氧化偶联催化反应性能的影响。同时探讨了哪种情况下的催化剂存在较好的C₂烃选择性。通过以上研究,为甲烷氧化偶联反应的研究和天然气的进一步有效利用奠定了基础。     

基于机器学习的钴基费托催化剂性能探究

本研究使用机器学习方法对钴基费托合成催化剂相关文献数据进行分析,研究催化剂结构及反应条件对费托反应活性的影响。收集了近年钴基费托合成催化剂相关文献,对催化剂组成及其物理性质、制备条件、评价条件进行统计。基于机器学习方法,采用不同回归模型对数据进行分析。结果表明随机森林算法对数据的拟合程度最高,R²值达到0.984。特征重要性分析表明,催化剂中Co₃O₄颗粒直径对反应选择性影响最高。部分依赖图表明较小的Co₃O₄粒径有利于C₂～C₄的选择性,反之则有利于C₅₊产物的选择性。本研究为进一步理解钴基费托合成催化剂的结构与性能关系提供了理论依据。     

不同氧化锰载体对费托钴基催化剂合成低碳烯烃的影响

制备不同的Co/MnO_x (Co/MnO、Co/MnO₂、Co/Mn₂O₃、Co/Mn₃O₄) 催化剂,并利用XRD、SEM、TEM、BET、TPR、DRIFTS、XPS表征手段分析催化剂的理化性质,比较不同氧化锰载体对催化性能的影响,考察催化剂对低碳烯烃(C₂⁼～C₄⁼)的选择性影响。结果表明催化剂Co/MnO和Co/Mn₃O₄更容易还原,并且CO的吸附量较大,有利于实现较高的CO转化率;Co/Mn₂O₃和Co/Mn₃O₄中CO桥式吸附更高,有利于生成更多的-CH₂-物种。综合考虑催化剂的活性和C₂⁼～C₄⁼选择性,Co/Mn₃O₄的费托合成(FTS)性能最好,其中C₂⁼～C₄⁼选择性为50.91%,烯烷比(O/P)为3.40。     

丁烷脱氢工艺及催化剂研究进展

C₄烯烃作为石油化工和聚合物行业的基础原料被广泛用于合成橡胶、塑料和特种燃料等的生产。由低碳烷烃向C₄烯烃的转化,不仅可以有效缓解我国低碳烯烃紧缺的难题,而且可以大大提升低碳烷烃的附加值。综述近年来国内外丁烷催化脱氢的技术现状与研究进展,重点论述正丁烷脱氢反应的机理、催化剂活性组分、载体及助剂对催化脱氢性能的影响,概述脱氢催化剂的失活原因,并对丁烷脱氢催化剂的研究前景进行展望。     

酸改性CoPd/TiO2催化CH4-CO2直接合成C2含氧化合物

采用酸处理方法对CoPd/TiO₂催化剂进行改性,并将酸改性催化剂用于温和条件下CH₄-CO₂梯阶转化直接合成C₂含氧化合物（乙酸和乙醇）的反应。在150～300℃考察了浸酸方式和不同种类酸处理对催化剂活性和选择性的影响。采用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）和N₂吸附对催化剂进行了表征。结果表明,酸改性明显提高了CoPd/TiO₂上C₂含氧化合物的生成速率和选择性。浸酸方式对催化剂性能和结构有显著影响,先用酸浸渍载体然后再浸渍活性金属所得催化剂具有更高的活性。在H₃PO₄、HNO₃和HCl中,H₃PO₄浸渍的催化剂活性最佳,在150℃时C₂含氧化合物（乙酸和乙醇）的生成速率为3365 μg/(g·h),选择性达到91%。