甲醇气相羰基化非铑非卤素新催化体系研究——Ⅳ．还原温度对硫化的Mo／C催化剂的影响

对硫化的Mo／c催化剂还原温度的考察表明,还原温度愈高,甲醇气相羰基化转化率愈低,但羰化产物醋酸甲酯选择性增加,较适宜的还原温度为450℃,此时醋酸甲酯收率最大。扫描电镜观察发现,催化剂活性组分易在活性炭载体上聚集成颗粒,还原温度升高,颗粒增大,活性下降,但对控制副反应,提高选择性有利。对450℃下还原的催化剂电子探针分析表明,活性炭基体表面上催化剂组成为MoS2,而在聚集的颗粒上Mo/S摩比高达5／1,钼主要以零价形式存在。     

Ni-Mo/AC双金属催化剂制备条件研究

用浸渍法制备用于甲醇气相羰基化合成醋酸的Ni-Mo/AC双组分催化剂,通过对Mo/Ni比、浸渍与干燥方法、焙烧温度、还原温度4个因素进行正交实验优化浸渍和干燥过程。结果表明:最佳的Mo/Ni量比为0.3;甲醇溶剂不利于Mo的负载,宜采用甲醇溶剂和水溶剂分步浸渍Ni、Mo;微波可以使催化剂快速干燥,提高负载效果和醋酸的选择性;最佳焙烧温度和还原温度分别为450℃和550℃。使用优化方法制备的催化剂,甲醇转化率达93.84%,羰化产物收率达62.93%。     

甲醇气相羰基化非铑非卤素新催化剂体系研究Ⅳ.还原温度对硫化的Mo/C催化剂的影响

对硫化的Mo/C催化剂还原温度的考察表明 ,还原温度愈高 ,甲醇气相羰基化转化率愈低 ,但羰化产物醋酸甲酯选择性增加 ,较适宜的还原温度为 45 0℃ ,此时醋酸甲酯收率最大。扫描电镜观察发现 ,催化剂活性组分易在活性炭载体上聚集成颗粒 ,还原温度升高 ,颗粒增大 ,活性下降 ,但对控制副反应 ,提高选择性有利。对 45 0℃下还原的催化剂电子探针分析表明 ,活性炭基体表面上催化剂组成为MoS2 ,而在聚集的颗粒上Mo/S摩比高达 5 / 1 ,钼主要以零价形式存在。     

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     

用醇相气相羰化非铑非卤素新催化体系研究Ⅴ．载体对催化剂气相基化性能的影响

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-AI2O3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。     

甲醇气相羰化非铑非卤素新催化体系研究 Ⅰ.硫化的CoMo/C系催化剂制备

制备了一系列硫化的负载型ＣｏＭｏ催化剂，在没有添加任何卤素作促进剂的情况下，研究了它们的甲醇气相羰化性能。实验表明，活性炭是最佳载体；硫化的Ｍｏ／Ｃ本身无羰化活性，但能促进甲醇的转化，Ｃｏ有利于羰化产物生成；Ｃｏ、Ｍｏ质量含量各为１０％时，硫化的ＣｏＭｏ／Ｃ催化剂具有较好的活性与选择性；反应温度为３００℃时，催化剂的羰化活性最高。当空速为１６００Ｌ／（ｋｇ·ｈ）、甲醇进料浓度为８．４ｍｏｌ％时，甲醇转化率达３１．５％，醋酸甲酯时空收率高达０．５６９ｍｏｌ／（ｋｇ·ｈ）。     

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。     

镍催化剂制备条件对羰化性能的影响

研究了催化剂制备因素对Ni/AC催化剂的甲醇气相羰化活性的影响。结果表明,水洗能明显增大载体比表面积,载体经0.4mol/L酸洗后制得的催化剂羰化活性较高。甲醇的转化率和羰化产物的总收率在催化剂w(Ni)为8%时达到最高。低温焙烧几乎无醋酸生成,适宜的焙烧温度为450℃、还原温度为550℃;还原温度过高,会导致少量活性中心聚集,影响催化活性。     

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。     

CO_-2甲烷化用高稳定性Ni/MCM-41催化剂的工艺研究

采用浸渍法制备了不同活性组分含量的高热稳定性Ni/MCM-41催化剂,并用X射线衍射(XRD)和N_2吸附脱附仪(BET)对其进行了表征。在连续固定床反应器中考察了催化剂活性组分Ni含量、焙烧温度、还原温度、空速对CO_2甲烷化反应的影响。结果表明,Ni/MCM-41催化剂在CO_2甲烷化反应中的最优工艺条件为:Ni质量分数10%,焙烧温度为500℃,还原温度为500℃,空速为15000mL/(g·h)。在该条件下,反应温度450℃时,CO_2转化率为65.39%,甲烷选择性为78.06%。     

甲醇气相羰基化非铑非卤素新催化体系研究Ⅵ.催化活性及催化剂结构表征

制备了一系列非负载含钼催化剂并考察了甲醇直接气相羰基化活性 ,采用扫描电镜 -电子显微探针 (SEM -EMPA)及XRD对其进行了结构表征。结果表明 :具有晶态结构的MoS2 几乎没有羰化活性 ,而非晶态结构的催化剂呈现较高的羰基化活性 ,对于非晶态结构催化剂S/Mo原子比高 ,羰基化活性增大 ;对甲醇直接气相羰基化具有高活性、高选择性的新型硫化Mo/C催化剂 ,其活性相结构为非晶态 ,活性组成为S/Mo原子比等于 2 .5。     

浸渍型Fe改性Cu/Mn/ZrO_2催化剂合成低碳醇的研究

用F -T组元Fe改性甲醇催化剂Cu/Mn/ZrO2 制备了一种CO加氢合成低碳醇催化剂。考察了Fe的加入量、反应条件 (温度、压力、空速 )对催化剂活性和选择性的影响。结果表明 ,浸渍法制备的Fe改性Cu/Mn/ZrO2 催化剂 ,Fe的加入量为 5 %、经 3 0 0℃还原处理后 ,在T =3 2 0℃ ,p =6 0MPa,GHSV =5 0 0 0h-1时具有较好的反应性能 ,醇的时空产率为 0 2 6g/(ml·h) ,其中C2 +OH的选择性在 2 8%左右 ,主要为C1～C5的直链醇。反应压力、空速的提高都有利于催化剂活性和选择性的提高 ,较高的温度使副反应加剧。合理的Fe含量、在合适的反应条件下会得到较佳性能的催化剂。     

凝胶网格共沉淀法制备CuO/ZnO/Al_2O_3及其催化CO_2加氢合成甲醇研究

以琼脂为分散介质采用凝胶网格沉淀法制备了CuO/ZnO/Al2O3催化剂,利用N2吸附-脱附、XRD、H2-TPR、TEM等方法对催化剂进行了表征,研究了其CO2加氢合成甲醇的催化反应性能,并与草酸盐凝胶共沉淀法和传统并流共沉淀法制备的催化剂进行了对比。结果表明:采用凝胶网格共沉淀法制备的催化剂具有较小的颗粒尺寸和较低的还原温度,在2.0MPa、230℃、空速2400mL/(g.h)、V(H2)∶V(CO2)=3∶1的反应条件下进行CO2加氢合成甲醇反应,甲醇的选择性和收率分别为43.12%和6.63%,相对其它两种方法制备的催化剂有比较明显的提高。     

CO_2加氢合成甲醇CuO-ZnO-TiO_2催化剂的制备与表征

采用添加表面活性剂并流浆态沉淀法制备了CuO-ZnO-TiO2催化剂,利用N2吸附脱附、XRD、SEM、EDS和H2-TPR等方法对催化剂进行了表征。结果表明,CuO-ZnO-TiO2催化剂为平均孔径3.7436nm的介孔材料,CuO在催化剂上的分散性较好,还原温度较低。在反应温度230℃、反应压力2.0MPa、反应空速2100h-1、H2和CO2摩尔比为3:1的条件下,CO2加氢合成甲醇效果较好,甲醇选择性为19.68%,甲醇产率为2.26%。     

甲醇、二甲醚共进料合成碳酸二甲酯

研究了以甲醇、二甲醚为原料合成碳酸二甲酯。试验表明 ,加入少量二甲醚可通过其水解作用消耗产物水的含量 ,提高碳酸二甲酯的产率。考察了二甲醚对甲醇氧化羰化的影响 ,催化剂采用二甲醚水解催化剂与甲醇氧化羰化催化剂的机械混合物。最佳反应条件 :温度 1 2 0℃、时间 4h、m(HX) /m(CuCl) =1 /6、n(甲醇 ) /n(二甲醚 ) =5/3。     

Ni/N-rGO催化苯酚选择性加氢制备环己酮性能

以自制氧化石墨(GO)为原料,尿素为氮源,通过水热法制备了氮掺杂还原氧化石墨烯(N-rGO)载体,采用浸渍法制得不同镍负载量Ni/N-rGO催化剂,采用N₂吸附-脱附、XRD、SEM等手段对Ni/N-rGO催化剂进行表征分析,考察催化剂制备条件(活性组分负载量、尿素添加量、H₂还原温度)和反应条件(反应温度、反应压力、反应时间)对Ni/N-rGO催化剂催化苯酚选择性加氢制备环己酮的影响。结果表明：在活性组分负载质量分数为20%、尿素/GO质量比为30、H₂还原温度为450 ℃的条件下制备的20%Ni/N-rGO催化剂具有较大的比表面积和适宜的孔结构,金属镍分散相对均匀;在反应温度为150 ℃、反应压力为0.4 MPa、反应时间为2.0 h、20%Ni/N-rGO催化剂/苯酚质量比为0.35的最佳条件下,苯酚转化率为91.93%,环己酮选择性为61.75%;20%Ni/N-rGO催化剂重复使用5次后催化性能下降较明显,苯酚转化率降至82.17%,环己酮选择性降至50.93%。     

浸渍型Fe改性Cu／Mn／ZrO2催化剂合成低碳醇的研究

用F－T组元Fe改性甲醇催化剂Cu/Mn/ZrO2制备了一种CO加氢合成低碳醇催化剂,考察了Fe的加入量,反应条件（温度,压力,空速）对催化剂活性和选择性的影响。结果表明,浸渍法制备的Fe改性Cu/Mn/ZrO2催化剂,Fe的加入量为5％,经300度还原处理后,在T=3200170,p=6.0MPa,GHSV=5000h^-1时具有较好的反应性能,醇的时空产率为0．26g/(ml.h),其中C2,OH的选择性在28％左右,主要为C1－C5的直链醇,反应压力,空速的提高都有利于催化剂活性和选择性的提高,较高的温度使副反应加剧,合理的Fe含量,在合适的反应条件下会得到较佳性能的催化剂。     

低温高活性甲醇水蒸气重整制氢催化剂的研究

研究了Cu/La2 O3 /ZrO2 基催化剂在甲醇水蒸气重整制氢反应中的反应活性、选择性及其还原行为 ,并考察了反应条件 (温度、水醇比、液体空速 )对活性和选择性的影响。结果表明 :Cu/La2 O3 /ZrO2 基催化剂在甲醇水蒸气重整制氢反应过程中显示出较好的反应活性和高的选择性。在常压、反应温度 190～ 2 40℃、液体空速为 1 0～ 3 0h-1和水醇摩比为 1～ 3 0的反应条件下 ,甲醇转化率随着反应温度的升高而增大 ,重整产物中CO含量有所增加 ;提高水醇比有利于提高甲醇转化率 ,同时可降低重整产物中CO含量 ;甲醇转化率随着液体空速的增加有所降低 ,而重整产物中CO含量也有所降低。在Cu/La2 O3 /ZrO2 基催化剂上 ,甲醇重整反应和水 汽变换反应有可能同时进行     

CuO-ZnO-Al_2O_3催化剂上低压CO_2加氢合成甲醇反应性能的研究

采用共沉淀法制备了CuO-ZnO-Al2O3催化剂,研究了不同制备方式对催化剂性能的影响,确定了并流共沉淀法为最佳的催化剂制备方式。考察了反应温度、反应压力、反应空速等因素对低压CO2加氢合成甲醇反应性能的影响。在原料气配比一定(V(H2)/V(CO2)=2.6/1)的条件下,确定了优化的工艺参数为:反应温度240℃、反应空速2400h-1。此反应条件下,CO2转化率9.0%,甲醇选择性14.1%。     

非贵金属/沸石型正戊烷异构化催化剂的研究Ⅱ.反应工艺条件对异构化性能的影响

在高压微反色谱装置上评价了 NiMo/Hβ催化剂的性能,考察了催化剂的还原条件及反应温度、压力、氢/烃摩尔比、质量空速等因素对异构化反应的影响。实验结果表明,450℃还原时,催化剂的催化性能较高;在反应温度280℃、压力1.5 MPa、质量空速2 h-1、氢/烃摩尔比为4的较优实验条件下,正戊烷的转化率为71.52％,反应的选择性为93.88％,异构烃的收率为67.10％,液体烃的收率为95.57％。100 h寿命实验表明,催化剂性能稳定,活性、选择性未见明显下降。