PST-100丙烷脱氢催化剂的开发与应用

以Pt-Sn/Al₂O₃为基本催化体系,开发了PST-100型移动床丙烷脱氢催化剂,考察了助剂M与Cl含量、金属活性中心和酸性中心的调节优化等对PST-100催化剂性能及积炭速率的影响。结果表明：适量助剂M的添加有助于降低催化剂酸量,特别是中强酸酸量,加强酸中心与金属活性中心的协同作用,降低催化剂积炭速率;适量的助剂Cl有助于催化剂反应再生过程中Pt的再分散,提高催化剂的活性稳定性。200 h模拟老化试验和多次再生试验结果表明,PST-100催化剂具有良好的水热稳定性和再生性能;在某公司450 kt/a装置上工业应用4 a的结果表明,该催化剂具有优异的催化活性和活性稳定性。     

水蒸气对Pt-Sn/Al_2O_3催化剂结构及其催化丙烷脱氢反应性能的影响

采用分步等量浸渍法制备了不同Sn/Pt摩尔比的Pt-Sn/Al_2O_3催化剂,利用CO-DRIFTS,H_2-Chem,XPS等手段对催化剂进行表征,考察了水蒸气添加量对催化剂结构及其催化丙烷脱氢反应性能的影响,探讨了水蒸气对丙烷脱氢反应性能影响的作用机理。实验结果表明,水蒸气对低Sn/Pt摩尔比催化剂的活性具有抑制作用,而对高Sn/Pt摩尔比催化剂的活性具有促进作用,水蒸汽对催化活性的抑制作用主要是由于水在Pt表面吸附解离生成的含氧物种与脱氢物种之间存在相互作用及水蒸气会促进Pt颗粒的烧结;而水蒸气通过对Sn的氧化和分散作用暴露更多的Pt表面起到促进催化剂活性的作用;催化剂在水蒸气中反应时具有较高的失活程度,而Sn的引入提高了催化剂的稳定性。     

丙烷在Pt-Sn-K/Al_2O_3催化剂上的临氢脱氢反应

制备出Pt-Sn-K/Al_2O_3催化剂,考察了丙烷在这种催化剂上高温临氢脱氢反应的行为,与Pt-Sn/Al_2O_3催化剂比较,Pt-Sn-K/Al_2O_3催化剂的丙烯收率明显提高,稳定性也有所改善。对催化剂的脱氢活性与催化剂中Pt、Sn、K含量关系的研究表明,催化剂的Sn/Pt原子比应调整在较低数值(0.66—1.64),催化剂中K含量不宜过高,适宜的K含量为≤2.0％(w)。     

工业连续重整催化剂的Pt聚集与再分散研究

通过对一些连续重整工业装置上催化剂性能下降情况的研究发现,催化剂中Pt的聚集是引起催化剂性能下降的主要原因之一。通过对聚集Pt的再分散研究发现,对于Pt聚集程度较轻的催化剂,可以通过调整操作,使聚集的铂晶粒得到再分散,催化剂的性能得到恢复;但在Pt聚集颗粒较大或重整催化剂结构发生改变时,聚集的铂晶粒就很难被再分散。     

浸渍溶剂对Pt-Sn/SBA-15催化剂丙烷脱氢性能的影响

以乙醇和水为溶剂配制相应活性组分盐溶液作为浸渍液,研究了不同条件下制备的Pt-Sn/SBA-15催化剂用于丙烷脱氢时的催化性能;采用XRD、BET、TEM和CO脉冲吸附等方法对载体和催化剂进行了表征。实验结果表明,浸渍溶剂对Pt-Sn/SBA-15催化剂性能的影响显著,以氯化亚锡水溶液浸渍Sn、以氯铂酸水溶液浸渍Pt的催化剂性能最好。Sn浸渍液的溶剂对催化剂结构影响不明显,而Pt浸渍液的溶剂不同时催化剂的Pt分散度有显著差异。在水溶液中,氯铂酸可电离成氢阳离子和氯铂酸根阴离子,离子在水中分散存在;而在乙醇溶液中,由于乙醇极性比水差,氯铂酸不电离形成离子,仍以分子形式存在并容易团聚,从而导致氯铂酸水溶液和乙醇溶液浸渍后的Pt-Sn/SBA-15催化剂的Pt分散度有较大差异。     

稀土氧化物对Pt／Al2O3催化剂的助催化效应

研究了十几种稀土氧化物(REO)对Pt/Al_2O_3的重整反应的助催化作用。结果表明,它们对脱氢环化反应都有促进作用,而对氢解反应有抑制作用。为了探明REO对Pt/Al_2O_3的助催化作用机理,采用了TEM、IRS、TPR、TPD、HOT及竞争加氢法等进行综合研究,证明REO促进了Pt在η-Al_2O_3表面的分散,使按分立原子态分散的Pt原子的数目增多,同时REO对Pt具有以给电子为特征的电子配位体效应。这两种效应使得Pt的脱氢环化活性提离,氢解活性下降。     

水氯失衡对连续重整催化剂性能的影响

水氯平衡控制是重整催化剂性能发挥和保持的关键因素。考察了工业运转过程中催化剂的物化性能和催化性能的变化,对水氯失衡造成的催化剂失活和性能恢复进行了探讨。结果表明：长时间的水氯失衡,导致催化剂氯含量降低,使Pt发生严重积聚,运转1 967 天的催化剂中最大Pt晶粒直径达到90 nm;Pt的严重积聚导致催化剂活性和选择性大幅度下降,与新鲜催化剂相比,催化剂运转1 967 天后,C5+产物中芳烃含量下降12.89百分点,芳烃产率下降10.59百分点,积炭量增加0.77百分点;在常规氧氯化和还原条件下,特别是在连续重整装置的操作条件下,严重积聚的Pt晶粒的再分散速率非常慢,很难使运转催化剂恢复到新鲜催化剂的Pt分散水平。     

不同形貌薄水铝石制备γ-Al2O3及负载Pt稳定性的研究进展

γ-Al2O3是应用极为广泛的非均相催化剂载体之一,近年来,研究者发现其晶粒微观形貌对表面性质、活性金属Pt等的稳定性具有较大影响。综述了γ-Al2O3前体薄水铝石晶粒形貌的调控、表征技术,及γ-Al2O3晶粒暴露晶面对其表面性质、Pt原子稳定性的影响,对现有研究结果存在的问题进行了探讨,并展望了未来的研究方向。     

新型铂-L型分子筛重整催化剂的特征

在反应条件和转化率相近下,铂-L型分子筛催化剂对直链烷烃,尤其是nC_6—nC_8烷烃比常规双功能重整催化剂具有更高的芳构化活性和选择性。本文通过TEM、IR及连续和脉冲反应等试验,对自已合成的Pt/KL、Pt/KBaL新型重整催化剂进行物性表征。结果表明,该催化剂是一种碱性、单功能、高分散铂重整催化剂。     

冷等离子体耦合MoxC-Ni/Al2O3催化剂用于甲烷水汽重整制氢反应

甲烷水汽重整反应是目前工业制氢的主要过程之一，其中提升Ni基催化剂的抗积炭和抗烧结能力以及降低重整操作温度是该工艺的关键。通过将Mo_xC与Ni/Al₂O₃机械混合制备了Mo_xC-Ni/Al₂O₃双功能催化剂(Mo_xC-NiAl),即Ni解离CH₄,Mo_xC活化H₂O,同时耦合冷等离子体，系统地研究了Mo_xC助剂的加入对催化剂结构、等离子体放电性质(放电功率、有效电容)、催化性能的影响，并通过XRD、Raman、TEM等多种表征方法探究了催化剂的失活机制。研究表明，Mo_xC助剂的加入不仅有效促进金属Ni的再分散，提升催化剂的抗烧结能力，还提高了催化剂的有效电容和放电功率，有助于催化剂活性的提高。与传统Ni/Al₂O₃催化剂相比，无额外热源加热条件下，Mo₂C-Ni...     

Pt-Sn/γ-Al2O3工业失活重整催化剂的微观结构研究

采用多种表征手段对工业失活Pt-Sn/γ-Al2 O3型PS-Ⅴ重整催化剂的载体形貌与微观结构,活性金属位置、尺寸与聚集状态等信息进行了深入表征.X射线衍射光谱表征结果显示失活剂载体结构完好,与新鲜剂无明显差异,但高分辨透射电子显微镜图像表明失活剂中载体部分转化为蜂窝状或片状结构的α-Al2 O3;透射电子显微镜观测结...     

Pt-Ga和Ga-Mo双金属催化剂的丙烷脱氢反应性能研究

Pt金属催化剂的高成本和结焦失活是制约其在丙烷脱氢(PDH)工艺中应用的重要因素。因此,对Pt催化剂进行改性以及开发廉价的非贵金属催化剂是目前PDH的主流研究方向。本文对Pt/γ-Al2O3催化剂以添加助剂的手段进行性能优化,借助H2-TPR、TG、Raman、TEM等表征技术进行研究,发现Pt-Ga催化剂较Pt-Sn催化剂具有更好的催化性能,表明适量引入Ga元素能够与Pt发生很好的协同作用。此外,制备了Ga-Mo非贵金属催化剂,降低了催化剂失活的速率,获得了良好的脱氢性能。     

铂锡催化剂对甲基环戊烷脱氢异构反应的催化性能研究

以甲基环戊烷脱氢异构反应为探针反应,结合程序升温还原、氢氧滴定等催化剂物化表征手段,研究了金属Pt、助剂Sn及载体等对Pt-Sn/Al2O3催化剂催化甲基环戊烷脱氢异构反应性能的影响。结果表明：催化剂中添加助剂Sn后,甲基环戊烷转化率下降,目标产物苯选择性提高;催化剂的酸量略有增加,Pt的两种活性中心发生了变化, Pt与Sn之间发生了一定的相互作用,改变了催化剂的催化性能。     

拟薄水铝石路线热油柱成型制备毫米级氧化铝小球的研究

研究了高纯度拟薄水铝石粉与酸溶液胶溶制备氢氧化铝溶胶,再经热油柱成型制备毫米级氧化铝小球方案的可行性。通过优化原料、胶溶剂与胶凝剂三者之间的比例,所制备的氧化铝球压碎强度高于50 N/粒、堆密度为0.55～0.63 g/mL,经650 ℃、10%水蒸气处理50 h后比表面积维持在155 m2/g以上。与现有工业成球工艺相比,本方案流程更加简单、环境友好,将所制氧化铝小球作为载体制备的Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂的石脑油重整性能达到了工业催化剂的水平。     

Ni/Mo/MgAl(O)催化甲烷干重整制合成气的研究

通过焙烧由共沉淀法制备的NiMgAl-Mo₇O₂₄^6-类水滑石,制备了一系列不同MoO₃质量分数(0、10%、15%、20%、25%和30%)的Ni/Mo/MgAl(O)复合氧化物催化剂。将该催化剂用于甲烷干重整(DRM)反应中,并研究了MoO₃的含量对催化剂性能的影响。借助XRD、BET、H₂-TPR、CO化学吸附、CO₂-TPD以及O₂-TPO等表征手段研究了催化剂结构和性能之间的关系。结果表明,催化剂的催化活性和抗积炭性能与MoO₃含量有关,当MoO₃的负载量为15%时,催化剂的催化活性和稳定性最佳,其在GHSV=60000 mL/(g·h),800℃反应57 h后,甲烷转化率仍维持在66%以上。较大的比表面积、强的金属与载体作用力、较高的金属分散度、适量的酸性和碱性位点数以及Ni-Mo双金属合金的协同作用,使得催化剂具有较好的催化活性和较强的抗积炭能力。     

Y型沸石酸性对负载Pt催化剂催化萘加氢转化反应性能的影响

以不同酸性的HY沸石为载体,金属Pt为加氢活性组分,采用浸渍法制备了一系列的双功能Pt/HY催化剂;采用吡啶红外、TEM、H₂-TPR、XPS等手段对其进行表征;并以萘为原料,采用固定床加氢装置考察Pt/HY系列催化剂在萘加氢转化反应中的催化性能。结果表明：金属Pt分散在HY载体的外表面和孔道中,且具有相似的电子状态,金属同载体之间的相互作用相近;在反应温度250 ℃、反应压力2 MPa、质量空速1.0 h^-1的条件下,Pt负载质量分数1%的3种Pt/HY催化剂均表现出较强的催化加氢性能;酸性对制备的Pt/HY催化剂催化萘加氢反应性能没有显著影响,主要影响十氢萘的异构性能;此外,HY载体的酸性对Pt/HY催化剂的异构开环性能和稳定性也具有一定的影响;具有较多酸量的Pt/HY催化剂表现出更好的异构开环性能,且酸量越多,催化剂稳定性越差。     

金属含量对Pt-Co/AC催化剂低温苯加氢性能的影响

采用浸渍法制备了活性炭负载的Pt-Co双金属催化剂Pt-Co/AC。探讨了不同金属质量分数(Pt的质量分数0.1%~1.2%,Co的质量分数5.0%~40.0%)对Pt-Co/AC催化剂在70℃时催化苯加氢反应活性的影响。采用差热-热重方法分析了浸渍后样品的热分解过程,采用H₂程序升温还原法考察催化剂的还原性能,采用CO脉冲化学吸附测定催化剂表面活性位点。结果表明,Pt-Co/AC催化剂的加氢活性和表面活性位点均随着Co质量分数的增加而呈现先增加后减少的趋势,当Co质量分数为20%时,催化剂的活性最高;Co质量分数从5%增至40%时,催化剂单位活性位点的活性相近。当Pt-Co/AC催化剂中Pt质量分数在0.3%~1.2%时,其催化加氢活性随着Pt质量分数减少仅略有下降,表明加入少量的Pt即可表现出双金属效应。Pt-Co/AC双金属催化剂在70℃,甚至室温(30℃)时均表现出优异的苯加氢催化活性。     

重整催化剂Ni2P/Al2O3-SAPO-11积炭失活规律研究

Ni2P/Al2O3 SAPO 11催化剂用于催化重整过程易于积炭失活。通过与Ni2P/Al2O3、Pt/Al2O3 SAPO 11及Ni/Al2O3 SAPO 11催化剂表面积炭行为对比,研究了该催化剂表面的积炭规律。以甲基环戊烷为积炭前驱物,在不同温度下进行加速积炭实验,采用热重 差示热分析表征催化剂表面积炭位置,并以环己烷、正庚烷为模型化合物对积炭前后催化剂进行脱氢 异构反应催化性能评价。结果表明,由于P原子的作用,Ni2P/Al2O3 SAPO 11重整催化剂具备一定的抗积炭性能,其积炭形成速率介于Pt/Al2O3 SAPO 11和Ni/Al2O3 SAPO 11催化剂之间;积炭在Ni2P/Al2O3 SAPO 11重整催化剂金属活性中心上形成后,逐步迁移到酸性载体上形成聚合度更高的积炭,并且酸性载体上的积炭是催化剂失活的主导因素。