烷基化催化剂TPD酸性表征及催化性能的动力学

通过程序升温脱附实验及其动力学模拟,对不同温度活化的催化剂进行酸性表征.表征结果表明,随着活化温度的提高,固体酸催化剂表面酸强度分布先变宽后变窄,350 ℃活化催化剂的强度分布最宽;催化剂表面酸强度和酸密度均呈先增大后降低、分别在350 ℃和250 ℃时达到极大值的变化规律.用催化剂失活动力学模型对烷基化反应实验数据进行模拟计算的结果表明,烷基化催化剂失活符合2级独立失活规律;随着活化温度的提高,催化剂活性先增大后降低、在250℃时为极大值,而催化剂活性稳定性具有先变差后变好、在350℃时为最差的变化规律.催化剂性能与酸性的关联显示,酸密度较大、酸强度较低的固体酸催化剂是活性稳定性较好的烷基化催化剂.     

固体酸烷基化工艺技术综述

固体酸烷基化工艺具有安全、清洁、成本低的优点,目前对固体酸烷基化工艺的研究主要集中在固体酸催化剂的研究,固体酸烷基化反应器及工艺的研究两个方面。文章综述了固体酸烷基化催化剂和烷基化工艺的研究进展。     

1,6-己二醇二丙烯酸酯合成动力学

以固体酸SO_4~(2-)/TiO_2-SnO_2-ZnO为催化剂,丙烯酸和1,6-己二醇为原料,考察了催化剂加量、转速以及催化剂粒径对酯化反应速率的影响。在消除内外扩散影响的前提下,建立了固体酸催化合成1,6-己二醇二丙烯酸酯拟均相反应动力学模型,得到了相应的动力学方程参数,动力学模型预测的结果与实验结果吻合良好。     

异丁烷/丁烯烷基化固体酸催化剂的再生方法研究进展

阐述了固体酸烷基化催化剂在异丁烷/丁烯烷基化中的再生方法研究进展,包括金属临氢再生、氧化煅烧再生、超临界流体再生、洗涤再生,同时对固体酸烷基化催化剂的失活原因和失活形式进行了分析评述。这些方法在一定条件下可以实现催化剂不同程度的再生,但由于操作以及成本等原因都停留在实验室阶段,本文综合比较了各种再生方法的再生工艺过程以及再生效果,分析各种再生方法的优劣。固体酸烷基化催化剂失活较快是阻碍异丁烷/丁烯固体酸烷基化工艺工业化的关键因素,研究探索操作简单、成本低、有效的固体酸烷基化催化剂再生方法仍将是今后该领域的研究热点。     

固体酸催化剂程序升温脱附动力学模拟

在确定程序升温脱附动力学模型的基础上,通过固体酸催化剂的程序升温脱附(TPD)实验和模型参数估值,建立了用1组程序升温脱附实验数据表征催化剂表面酸密度、酸强度及酸强度分布的动力学模拟新方法。研究结果表明,所表征分子筛固体酸催化剂的正丙胺TPD过程符合2级脱附规律：随着程序升温速率的提高,催化剂的脱附活化能与频率因子均连续增大。催化剂的酸性与活化温度的关联结果表明,随着活化温度的提高,该分子筛固体酸催化剂的酸强度和酸密度均呈先提高然后降低的变化规律,分别在350℃和250℃活化温度呈极大值。该酸性变化规律可指导催化剂的合理使用。     

烯烃烷基化新型催化剂选择性高

由哈尔滨师范大学承担的黑龙江省自然科学基金项目“苯与烯烃烷基化新型催化剂的制备和性能研究”取得了令人满意的结果。项目组制备了新型固体酸和酸性离子液体催化材料,并对所制备的固体酸进行了表征,确定了固体酸的组成。用所制备的固体酸及酸性离子液体材料对烷基化反应的催化活性进行了考察。结果表明,所制备的新型固体酸对烷基化反应具有很高的活性和目标产物的选择性。     

酸催化合成烷基化油的研究进展

综述了分别以硫酸、氢氟酸等无机酸、固体酸和离子液体为催化剂合成烷基化油的最新研究进展,并对这些催化剂的结构和酸性能对烷基化油的组成和性质的影响规律进行了分析和评述。指出离子液体作为绿色催化剂用于烷基化油的合成表现出易与产物分离、催化活性高、烷基化产物中C8组分含量高、辛烷值高等突出优点,是较有应用前景的烷基化油合成用催化剂。     

磷钨酸/高岭土在烷基化工艺中提纯均三甲苯

本文用盐酸对高岭土进行酸改性,制得具有一定硅铝比的改性高岭土,以磷钨酸为活性组分,以酸改性高岭土为载体,采用等体积浸渍法制得磷钨酸/高岭土固体酸催化剂,并将其应用于烷基化-分离法提纯均三甲苯工艺中,得到满足工业要求的纯度为98.5%的均三甲苯产品。并用XRD和BET对磷钨酸/高岭土固体酸催化剂进行表征,研究了催化剂的性质与催化反应性能的关系。     

异丁烷/丁烯烷基化反应的固体酸催化剂研究进展

概述了沸石分子筛、固体超强酸、杂多酸、酸性树脂等常用的固体酸催化剂在异丁烷/丁烯烷基化反应中的应用,并对固体酸催化剂存在的问题和应用前景进行了展望。     

缩醛化反应合成聚甲氧基二甲基醚研究进展

聚甲氧基二甲基醚具有很高的十六烷值和含氧量,低冷凝点和冷滤点,能显著改善柴油的燃烧特性,有效地提高热效率,大幅度减少NO_x和碳烟的排放,被认为是一种优良的环保型燃油组分。综述了近年来缩醛化反应合成聚甲氧基二甲基醚催化剂体系、反应机理、反应动力学研究进展,已报道的催化剂体系包括液体酸催化剂、固体酸催化剂及离子液体催化剂体系,涉及的反应原料包括可提供亚甲氧基的化合物,如甲醛水溶液、多聚甲醛、三聚甲醛,以及提供封端甲基的化合物,如甲醇、甲缩醛、二甲醚等甲醇下游产品。另外,综述了国内外缩醛化反应合成聚甲氧基二甲基醚反应动力学研究进展,及所建立的反应动力学模型和得到的动力学参数。缩醛化反应及动力学研究正朝着更有利于工业化生产的方向发展,将对工业化生产具有一定的参考意义。     

催化裂化装置模拟研究与进展

分析和介绍了国内外催化裂化装置建模和稳态模拟方面的研究和进展。对催化裂化反应集总方法及相应的反应网络进行归纳,并讨论其优缺点;推导了动力学模型方程并着重探讨方程求解算法以及模型中动力学参数、催化剂失活因子和装置因素的估计方法。     

渣油加氢催化剂反应动力学的研究进展

介绍了渣油加氢催化剂反应动力学的研究进展,列举了几类渣油加氢催化剂反应动力学模型。利用这些模型可以预测催化剂使用周期,帮助设计催化剂级配方案,并有助于对渣油加氢反应过程进行深入研究。     

化学反应体系的多定态特性

化学反应体系的多定态特性是化学反应体系存在的固有特性。近年来,对它的研究已成为化学反应工程研究的热门课题。本文对化学反应体系的多定态特性的研究进展,特别是对化学反应器、催化剂题粒的多定态特性及其理论研究模型和实验研究成果进行了评述,指出了今后研究工作的发展方向。     

催化重整集总动力学模型研究进展

催化重整集总动力学建模为重整工艺模拟和优化提供理论基础,模型为模拟重整反应过程,预测产品分布和产品性质提供计算工具。从催化重整集总动力学模型的集总划分、建模数据来源、参数估算以及重整流程模拟等方面,综述模型的发展历程和现状,并展望催化重整集总动力学模型的研究前景。重整模型越来越倾向于开发连续再生装置模型以及不断优化算法,更加的精细化、精确化,不仅能够降低生产成本,更能满足各种环保和生产要求。     

“State defining” experiment in chemical kinetics—primary characterization of catalyst activity in a TAP experiment

This paper presents a new strategy, “state-by-state transient screening”, for kinetic characterization of states of a multicomponent catalyst as applied to TAP pulse-response experiments. The key idea is to perform an insignificant chemical perturbation of the catalytic system so that the known essential characteristics of the catalyst (e.g. oxidation degree) do not change during the experiment. Two types of catalytic substances can be distinguished: catalyst state substances, which determine the catalyst state, and catalyst dynamic substances, which are created by the perturbation. The general methodological and theoretical framework for multi-pulse TAP experiments is developed, and the general model for a one-pulse TAP experiment is solved. The primary kinetic characteristics, basic kinetic coefficients, are extracted from diffusion-reaction data and calculated as functions of experimentally measured exit-flow moments without assumptions regarding the detailed kinetic mechanism. The new strategy presented in this paper provides essential information, which can be a basis for developing a detailed reaction mechanism. The theoretical results are illustrated using furan oxidation over a VPO catalyst.     

BP神经网络的发展及其在化学化工中的应用

人工神经网络（ANN）由于本身具有极强的非线性映射能力、容错性、自学习能力得到广泛的应用。基于反向传播算法（BP）的神经网络作为ANN重要组成部分,在涉及多种非线性因素建模时,相对于传统的反应机理建模显示出巨大的优势。虽然神经网络的发展几经繁荣与冷落,但目前在不同领域已经获得成功的应用。本文概述了BP神经网络的映射原理、缺点以及相应的改进方法,介绍其在催化剂设计、动力学模拟、理化特性估算、过程控制与优化、化学合成与反应性能预测的应用现状,展示了使用不同优化方法的改进模型在实验设计与优化方面取得的成果。最后指出未来BP神经网络的发展要进一步结合数据深度挖掘与机器学习等技术,为今后化学化工领域的研究提供强有力的工具。     

钛硅分子筛催化环已酮氨肟化反应动力学

An intrinsic kinetics of cyclohexanone ammoximation in the liquid phase over titanium silicate molecular sieves is investigated in an isothermal slurry reactor at different initial reactant concentrations, catalyst loading,and reaction temperature. The rate equations are developed by analyzing data of kinetic measurements. More than 10 side reactions were found. H202 decomposition reaction Inust be considered and other side reactions can be neglected in the kinetic modeling. The predicted values of reaction rates based on the kinetic models are almost consistent with experimental ones. The models have guidance to the selection of reactor types and they are useful to the design and operation of reactor used.     

纸浆黑液对福建无烟煤水蒸气催化气化的动力学和补偿效应

在常压热分析仪上,采用纸浆黑液催化剂对福建无烟粉煤的水蒸气气化反应动力学进行了研究,在850～950℃温度范围内测定了催化剂浓度由0增至10％时的碳转化率随气化时间的变化。结果表明,纸浆黑液具有显著提高碳转化率和气化速率的作用,进而确定了实验条件下的纸浆黑液催化剂加载饱和浓度;在此基础上采用缩芯模型关联出无烟粉煤水蒸气催化气化反应动力学参数,分析表明,该催化气化过程存在明显的补偿效应,最后给出纸浆黑液对无烟粉煤水蒸气催化气化包括补偿效应的动力学方程。     

Synthesis of Xanthene Derivatives over Acid Activated Clay in Kerman Province and Kinetic Modeling

14-aryl-14H-dibenzo[a,j]xanthenes are extensively used as dyes, pH-sensitive fluorescent material for visualization of biomolecules, and in laser technologies. The synthesis of aryl-14H-dibenzo[a,j]xanthene derivatives is studied using acid activated clay as reusable eco-friendly catalyst under solvent free condition. The reaction is carried out by hydrochloric acid activated clay. Clay is supplied from Kheirabad mine in Kerman province, Iran. Activation is done by 1, 2, 3, and 5 mol/L HCl. Among these catalysts, clay activated by 3 mol/L HCl was found to be a better catalyst which could be reused without any further chemical treatment eliminating the effluent disposal problems. The procedure offers advantages such as shorter reaction time, excellent yields, inexpensive catalyst, environment-friendly, and reusability of catalyst. The reaction obeys the Eley–Rideal type of mechanism. A theoretical kinetic model was developed for the evaluation of this slurry reaction. The effects of various parameters on the rate of reaction were evaluated. The reaction was found to be intrinsically controlled and there were no intraparticle as well as interaparticle mass transfer limitation on the rate of reaction.