工业级原料制备正丁烷氧化制顺酐VPO催化剂及其催化性能

采用工业级原料制备正丁烷氧化制顺酐VPO催化剂,在固定床反应器中测试催化剂性能。采用粉末X射线衍射表征合成的催化剂样品。结果表明,在反应温度372℃、空速1 500 h~(-1)和反应压力0.11 MPa下,催化剂活性较好,正丁烷转化率达到86.27%,顺酐选择性73.27%,顺酐收率63.11%。长周期试验结果表明催化剂稳定性良好。     

正丁烷氧化制顺酐催化剂的制备及其催化性能

采用有机相法制备了具有优异催化性能的正丁烷氧化制顺酐钒磷氧(VPO)催化剂。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、氮气吸附脱附、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析(TG)等方法对催化剂的制备过程进行了研究,分析了催化剂在整个制备过程中物相、价态、形貌和比表面积的变化。在固定床反应器上对正丁烷氧化制顺酐的反应条件进行研究,考察了反应温度、正丁烷浓度和反应空速等条件对催化剂性能的影响。结果表明,催化剂前驱体的主要物相为VOHPO4·0.5H2O。经活化后的催化剂活性相包括(VO)2P2O7(V4+)、VOPO4(V5+)和钒磷云母相(V4+和V5+混合相)。催化剂呈规则的片层结构,具有较高的比表面积,可以达到24.08 m2/g。催化剂在制备过程中需要经过干燥、焙烧和气氛活化,对催化剂的形成具有至关重要的作用。最佳的反应条件:反应温度为395℃,正丁烷摩尔分数为1.4%~1.5%,反应空速为2 000 h-1,此时正丁烷转化率为85%~87%,顺酐收率可达到59%~60%。     

正丁烷固定床氧化制顺酐反应过程的开发

本文运用单管试验结果分析了V-P-O催化剂用于正丁烷固定床氧化制顺酐反应过程的特征,提出了表观动力学方程,并研究了熔盐温度和空速影响顺酐收率的敏感程度和催化剂颗粒内扩散对反应结果的影响,为中试反应器设计和操作提供了依据。     

正丁烷氧化制顺酐流化床催化剂的性能

考察了前驱体制备过程中磷酸含量对催化剂性能的影响。由较高含量制得的催化剂,其(VO)2P2O7相含量较多,正丁烷转化率较高。随着酸浓度的减小,δ-VOPO4相的含量逐渐增多,正丁烷转化率随之升高;而顺酐选择性开始时升高,达到最大值后逐渐降低。在酸质量分数为95 0%时制备的催化剂最佳,在丁烷体积分数为4 0%、空速为500h-1的反应条件下,顺酐收率可达45 49%。     

VPO催化剂上正丁烷选择氧化制顺酐反应动力学

对一种工业钒磷复合氧化物 (VPO)催化剂上正丁烷选择氧化制顺酐的反应动力学特性进行了系统的实验研究 .在空速大于 30 0 0h^-1、温度 35 0～ 44 5℃ ,进口总压约为 0 .2MPa和原料气组成为丁烷 0 .5 %～ 3.2 %、氧 5 .5 %～ 2 6 .5 %的条件下测得 45套本征反应动力学数据 .按照三角形反应网络处理实验数据 ,经参数估计、模型识别和统计检验得到了诸反应速率的表达式及相关参数数值     

过氧化氢乙苯氧化1-丁烯制备1,2-环氧丁烷的研究

以自制的钛硅分子筛TS-R为催化剂,用质量分数为30%的过氧化氢乙苯/乙苯溶液氧化1–丁烯制备1,2–环氧丁烷。考察了反应压力、反应温度、1–丁烯与过氧化氢乙苯的摩尔比、空速等对过氧化氢乙苯转化率和1,2–环氧丁烷选择性的影响,结果表明:反应压力4.5MPa、反应温度120℃、1–丁烯与过氧化氢乙苯的摩尔比14.0、过氧化氢乙苯空速0.8h~(–1)时,过氧化氢乙苯转化率≥98.8%,1,2–环氧丁烷选择性≥95.1%。     

正丁烷氧化制顺酐流化床催化剂性能

实验考察了以正戊醇为还原剂的前驱体制备过程中磷酸浓度对催化剂性能的影响.在较高的磷酸浓度范围内制得的催化剂,V⁴⁺相(VO)₂P₂O₇的量较大,正丁烷的转化率都较高.磷酸浓度减少,V⁵⁺相δ-VOPO₄的相对量逐渐增大,正丁烷的转化率随之升高,而对顺酐的选择性开始时升高,达到最大点后则逐渐降低.在最佳磷酸浓度101.7% 时制备出的催化剂,在进气丁烷浓度为4.0 %、空速为500h^-1的反应条件下,顺酐的最高收率为47.67%(mol).     

添加助剂Mo对VPO催化剂制顺酐催化性能的影响

在VPO催化剂的制备过程中,添加助剂M o后,与添加的其他助剂相比,其选择性和转化率都有很大提高;在体积分数为1.5%正丁烷与空气的混合气,活化空速为1500-h 1,在反应温度为400℃下反应活化24小时后,测得顺酐的收率在60%以上;同时用XRD、BET、IR等方法对添加助剂M o后催化剂微观性质进行了表征,发现催化剂的主要活性相为(VO)2P2O7,并且含有少量的Ⅱα-VOPO4和-βVOPO4相。     

活化条件对碳四烃氧化制顺酐VPO催化剂的影响

以V2O5和磷酸为原料,异丁醇为还原剂,合成催化剂前体VOHPO4·0.5H2O,分别在正丁烷/空气、混合碳四/空气气氛中活化得催化剂VPDB和VPDC.采用X射线衍射(XRD)、氢气-程序升温还原实验(H2-TPR)和等离子发射光谱(ICP)等对催化剂进行表征,并考察其分别在正丁烷和混合碳四氧化制顺酐反应中的催化性能.结果表明,催化剂VPDB与VPDC的主要括性相均是(VO)2P2O7相,后者晶格氧的活性较高,比表面积相对较小,两者的钒平均价态分别为4.28和4.12.在相同反应条件下分别进行正丁烷和混合碳四催化氧化反应,VPDC的催化活性均高于VPDB,前者的顺酐选择性低于后者.在相同反应温度下,混合碳四的转化率远大于正丁烷,但混合碳四氧化产物顺酐的选择性较差,故混合碳四催化氧化的适宜反应温度低于正丁烷催化氧化.     

焙烧条件对正丁烷选择性氧化制顺酐VPO催化剂性能的影响

采用有机相还原法制备正丁烷选择性氧化制顺酐VPO催化剂,考察不同焙烧条件对催化剂性能的影响,在固定床反应器上评价催化剂性能,确定催化剂最佳的焙烧条件。结果表明,在反应气氛460 ℃焙烧2 h条件下,正丁烷转化率和顺酐选择性分别为80.9%和71.2%,顺酐收率最高达到57.6%。     

催化蒸馏法合成增塑剂顺丁烯二酸二乙酯

以顺丁烯二酸酐和乙醇为原料,采用凯瑞化工股份有限公司开发的KC104强酸性阳离子交换树脂作为催化剂,在催化蒸馏反应装置上,合成顺丁烯二酸二乙酯(DEM)。最佳条件为:n(乙醇)/n(顺酐)为1.5、空速1.5/h、反应压力0.5MPa,温度100℃,催化剂为KC104树脂DEM的产率在98%以上,顺酐转化率达100%。     

Ti/Zr助剂掺杂VPO催化正丁烷选择性氧化制顺酐

采用有机相法制备钒磷氧(VPO)催化剂,并在合成过程中加入Ti/Zr助剂,使用微型固定床反应器评价其催化正丁烷选择性氧化制顺酐的性能,考察了不同助剂元素及其化合物形式和添加量对催化剂性能的影响,分析了添加助剂对催化剂晶相及微观形貌的影响. 结果表明,加入助剂未改变催化剂的晶相结构,但促进了活性相(VO)2P2O7生成,且使反应后催化剂微观形貌发生改变,片层更破碎,活性相暴露,同时生成了利于反应的微量V5+;助剂金属Ti和Zr与V元素间的相互作用对催化剂表面P浓度及V价态都有一定影响;与不加助剂的VPO催化剂相比,相同反应条件下,Ti/Zr助剂修饰的VPO催化性能显著提高,摩尔比Zr/V为1.5%的Zr(NO3)4为助剂的催化剂的催化性能最佳,稳定状态下正丁烷的转化率高达99.1%,顺酐收率为54.4%.     

顺丁烯二酸二甲酯合成反应宏观动力学研究

利用固定床积分反应器考察了反应温度、空速对顺酐与甲醇反应生成顺丁烯二酸二甲酯反应的影响，并对实验数据进行回归，得到了宏观动力学方程式。在实验条件范围内，甲醇与顺酐酯化生成单酯的反应可以看成不可逆反应；甲醇与单酯进一步反应生成双酯的反应为可逆反应；甲醇过量条件下甲醇与顺酐酯化反应中甲醇的反应级数为0级。     

活化气氛对正丁烷选择性氧化制顺酐催化剂性能的影响

研究了正丁烷选择性氧化制顺酐钒磷氧催化剂的前驱体分别在空气、水蒸汽-空气、正丁烷-空气以及氮气4种活化气氛活化对催化剂性能的影响,采用BET、XRD和XPS等对活化后的催化剂进行表征。结果表明,采用水蒸汽-空气活化的VPO-2催化剂晶相组成较好,钒平均价态为4.19。丁烷氧化评价试验结果表明,VPO-2催化剂的催化性能较好,正丁烷转化率达92.47%,顺酐选择性达60.48%。     

DL-天冬酰胺合成工艺研究

在一内衬钛材的不锈钢高压釜中,采用自制的Ｎ 催化剂,通过马来酸酐氨解反应合成了ＤＬ 天冬酰胺。对影响反应收率的原料配比、反应温度和反应时间以及催化剂的用量进行了研究。所得最佳合成条件如下：氨水与马来酸酐物质的量比为１０．２∶１,反应时间５ ｈ,反应温度９０℃,催化剂Ｎ与马来酸酐质量比为０．１５∶１。在最佳工艺条件下,产品总收率为７０ ％ ,纯度达到９９％ 。并通过ＩＲ光谱对产品进行了验证。     

Commercial production of maleic anhydride by catalytic processes using fixed bed reactors

The production of maleic anhydride using n-butane feedstock in fixed bed reactors is the only technology that is used commercially in the USA today. This technology is also practiced in other parts of the world to a lesser extent. Key considerations in the commercial practice of fixed bed n-butane to maleic technology are presented. Major processing blocks considered are catalyst manufacture, n-butane supply, air compression, reaction system, maleic recovery/refining, and off gas incineration. Information presented is that in the open and patent literature plus unpublished non-confidential industry information.     

顺酐生产用VPO催化剂的研究进展

综述了正丁烷选择性氧化制顺酐VPO催化剂的研究进展,介绍了催化剂制备过程中添加载体及助剂对催化剂性能的影响,讨论了正丁烷选择氧化制顺酐的反应机理,并结合国内外研究现状对VPO催化剂未来的发展方向作了展望.