硫化合物对Pt-Sn-K/Al_2O_3催化剂催化异丁烷脱氢性能的影响

在固定床反应器中考察了常见硫化合物对Pt-Sn-K/Al2O3催化剂催化异丁烷脱氢活性的影响。实验结果表明,在温度580℃、压力0.1MPa、进料组成V(H2):V(i-C4H10)=2:1、总空速GHSV=2000h-1和GHSV(i-C4H10)=667h-1的条件下反应,乙硫醇、乙硫醚和二硫化碳使Pt-Sn-K/Al2O3催化剂的异丁烷转化率下降,异丁烯选择性上升;且随原料中硫含量的增加,异丁烷脱氢活性下降的程度增大。在原料硫质量分数为200×10-6的条件下,硫化合物对Pt-Sn-K/AI2O3催化剂的异丁烷脱氢毒性大小顺序为:噻吩Et SH≈Et2S≈CS2≈Pr SH≈H2S。硫化合物导致的Pt-Sn-K/Al2O3催化剂中毒为可逆中毒。     

CrO_x/Al_2O_3丙烷脱氢催化剂性能研究

采用浸渍法制备了一系列CrO_x/γ-Al_2O_3催化剂样品,使用BET、XRD、XRF、XPS、SEM、NH3-TPD、UV-Vis、FT-IR等技术对催化剂进行了表征,在固定床反应器上考察了Cr_2O_3负载量及反应条件对催化剂的丙烷脱氢反应性能的影响。结果表明,活性组分在催化剂中主要以Cr_2O_3形式存在,为获得最好的催化脱氢性能,催化剂中Cr_2O_3最佳质量分数为18%~20%,最佳反应温度为590~610℃、丙烷体积空速为750~1000h-1。通过活性位分析,表明催化脱氢反应主活性位是硬Cr~(6+)和Cr~(3+)。硬Cr~(6+)的活性比Cr~(3+)高,然而随反应进行硬Cr~(6+)也会被还原,这导致催化活性逐渐降低。     

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)。     

MoO3负载质量分数对MoOx/Al2O3丙烷氧化脱氢反应性能的影响

以Al2O3为载体,钼酸铵为前驱体,采用浸渍法制备了丙烷氧化脱氢制丙烯MoOx/Al2O3催化剂。借助X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪及多功能程序升温分析仪对催化剂性质及反应性能进行了评价。结果表明,当MoO3负载质量分数低于13%时,钼物种分散性较好;高于13%时,在催化剂表面出现Al2（MoO4）3晶相;继续增加到27%时,出现MoO3晶相。当MoO3负载质量分数为18%时,MoOx/Al2O3催化剂的活性及选择性最佳,酸量最高（0.412 mmol/g）,丙烷转化率与丙烯收率分别为22.18%,14.01%。     

工艺条件对Pt-Sn-K/Al2O3催化剂丙烷脱氢性能的影响

 对丙烷脱氢反应进行了热力学分析,计算了不同温度下的标准平衡常数和不同条件下的平衡转化率,并通过实验研究了不同工艺条件对Pt-Sn-K/Al2O3催化剂活性的影响。结果表明：高温和低压有利于反应的进行,但温度过高会导致裂解等副反应增多,使丙烯选择性下降,压力过低会造成脱氢反应产生的积炭前身物增多,催化剂失活速率加快;低空速下物料在反应器中停留时间较长,高温裂解反应增多,导致丙烯选择性下降;提高氢烃比能够降低催化剂的积炭速率,但同时也会降低丙烷的转化率。     

二甲基二硫醚对Pt/Al_2O_3催化丙烷脱氢反应性能的影响

制备了Pt/θ-Al_2O_3催化剂,在该催化剂上进行丙烷脱氢反应过程中引入不同用量的二甲基二硫醚(DMDS),考察了DMDS对Pt/θ-Al_2O_3催化剂性能的影响。实验结果表明,在一定浓度范围内,在丙烷脱氢反应中引入DMDS可大幅提高Pt/θ-Al_2O_3催化剂的丙烯选择性及稳定性,同时降低结焦速率和结焦的石墨化程度,但催化剂活性有所降低。采用HRTEM、XPS、TG和拉曼光谱等方法对催化剂结构和结焦性质进行了分析。表征结果显示,丙烯选择性以及稳定性的提高主要是由于DMDS在Pt表面解离生成的含硫物种吸附于Pt表面,使Pt处于富电子状态,促进了丙烯的脱附并抑制了深度脱氢反应;但同时也提高了C—H键断裂难度,导致催化剂活性有所降低。     

Al_2O_3载体对丙烷脱氢制丙烯Pt-Sn-Na/Al_2O_3催化剂性能的影响

以七种拟薄水铝石为原料得到不同Al_2O_3载体,一步制备了Pt-Sn-Na/Al_2O_3催化剂并应用于丙烷脱氢制丙烯反应。借助XRD、N2吸附-脱附、NH3-TPD和热分析等表征手段研究了Al_2O_3载体的物理结构、Pt-Sn-Na/Al_2O_3催化剂的表面酸性特征及催化剂的积碳行为。实验结果表明,与γ-Al_2O_3相比,θ-Al_2O_3的比表面积和孔体积较小,平均孔径较大,表面酸中心数量较少,酸强度较弱;氧化铝载体的孔道特征能够直接影响到丙烷脱氢催化剂的性能,只有使用平均孔径较大且孔体积较大的氧化铝载体制备的Pt-Sn-Na/Al_2O_3催化剂才能在丙烷脱氢制丙烯反应中表现出优异的催化性能。     

再生过程对Cr_2O_3/Al_2O_3催化剂性能的影响

研究了多次循环再生对固定流化床用YBD-201型异丁烷脱氢Cr/Al_2O_3催化剂的物理性质及催化性能的影响,采用TPO法及烧炭实验确定了失活催化剂的结碳种类及结碳率,对新鲜催化剂及多次再生后的催化剂进行TPR实验。采用TEM,XRD,BET等方法表征了多次再生前后催化剂的物相、微观形貌、比表面积、体积平均粒径及磨耗率等物理性质。表征结果显示,催化剂多次再生后物相没有变化,结构稳定;催化剂的比表面积、粒径分布等物理性质变化不大。实验结果表明,新鲜催化剂中铬的价态更高,多次再生后Cr/Al_2O_3催化剂的催化性能稳定且均可恢复,催化剂的活性保持在50%左右,异丁烯选择性保持在92%左右,可作为流化床异丁烷脱氢催化剂循环使用。     

焙烧气氛对PtSnK/Al_2O_3催化剂丙烷脱氢性能的影响

将H_2PtCl_6·6H_2O和SnCl_2·2H_2O浸渍在球形氧化铝载体上,在不同的气氛中焙烧得到催化剂,利用XRF,XRD,NH_3-TPD,H_2-TPR,CO-TPR等方法分析了焙烧气氛对催化剂性能的影响。表征结果显示,焙烧气氛不影响催化剂的孔结构和晶型结构。在含氯气的空气气氛下焙烧的催化剂能保持催化剂的Cl含量,使载体酸性中心数目增加,酸量提高,且能使Pt更好地与SnO_x发生相互作用而被分散。考察了不同气氛下焙烧的催化剂的丙烷脱氢性能。实验结果表明,相比在空气中和氮气中焙烧的催化剂,在含氯气的空气气氛下焙烧的催化剂的丙烷转化率明显提高,从反应初期到反应50 h内,丙烷转化率从37%下降到35%左右,丙烯选择性在96%左右。     

碱金属离子对PtSn/Al2O3催化剂丙烷脱氢活性的影响

用吡啶吸附－红外光谱和热重法研究了Li^ 、Na^ 、K^ 碱金属离子对负载型PtSn/Al2O3催化剂在丙烷脱氢中活性的影响。结果表明，碱金属离子对催化剂表面酸性有调变作用，提高了PtSn/Al2O3催化剂脱氢选择性，引入适量的Li^ 和Na^ 可减少催化剂的积碳量，改善催化剂的稳定性，提高丙烷转化率和丙烯收率；而引入K^ 可减少催化剂的积碳量，但丙烷转化率和丙烯收率大幅下降。     

焙烧温度对Cr-K_2O/Al_2O_3催化剂异丁烷脱氢性能的影响

以活性氧化铝为载体,采用等体积浸渍法制得Cr-K_2O/Al_2O_3催化剂前驱体,经过不同温度焙烧制得Cr-K_2O/Al_2O_3-t催化剂。通过BET、XRD和NH3-TPD对催化剂进行表征,在固定床中考察了Cr-K/Al_2O_3-t催化剂催化异丁烷脱氢制异丁烯的性能。结果表明,焙烧温度影响催化剂的异丁烯收率和异丁烯的选择性,500～600℃焙烧的催化剂可获得较多活性中心,高温焙烧的催化剂表面酸性位减少,适宜的焙烧温度为600℃。在常压、500℃、异丁烷体积空速400h~(-1)的反应条件下,Cr-K_2O/Al_2O_3-600催化剂上异丁烯收率和选择性分别达到50.2%和94.9%。     

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。     

制备方法对CeO_2/Al_2O_3催化CO_2氧化乙苯脱氢性能的影响

采用溶胶凝胶法、水热合成法和浸渍法制备了CeO_2/Al_2O_3催化剂,通过N_2吸附、X射线衍射(XRD),H_2程序升温还原(H_2-TPR),NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)和热重分析(TGA)等多种表征技术和催化反应性能评价,研究了不同制备方法对CeO_2/Al_2O_3催化CO_2氧化乙苯脱氢性能的影响。结果表明,三种催化剂均为介孔材料,且溶胶凝胶法制备的催化剂具有更大的比表面积与孔径、更强的金属氧化物-载体相互作用以及丰富的中强酸酸性中心,提高了活性组分的分散性和乙苯吸附能力,抑制了铈物种的还原和类石墨积炭的生成,从而在CO_2氧化乙苯脱氢反应中表现出良好的催化活性和稳定性。在550℃和0.1MPa反应条件下,乙苯转化率和苯乙烯选择性分别为40.7%和99.1%,反应12h后,催化剂活性基本保持不变。     

焙烧温度对Al2O3载体及Pd／Al2O3催化剂性能的影响

采用CO2气体成胶制备了Al2O3载体,考察了载体焙烧温度对载体和相应Pd／Al2O3催化剂物理化学性质及催化性能的影响,并采用X射线衍射、BET等技术对载体及催化剂性能进行了表征。结果表明,随焙烧温度的升高,载体的比表面积、孔容减小,平均孔径逐渐增大,孔分布较集中。所制得的拟薄水铝石较纯净。400—800℃焙烧时,Al2O3载体只有γ—Al2O3晶型;1050℃时,主要以θ-Al2O3为主;到1250℃已完全转变为α—Al2O3。Pd／Al2O3催化剂均具有较高的双烯加氢活性和选择性,其中以970℃和1050℃焙烧载体制备的催化剂为最优。     

氧化钾在K_2O－Cr_2O_3／Al_2O_3脱氢催化剂中的作用

研究了在Ｃｒ２Ｏ３／Ａｌ２Ｏ３中添加Ｋ２Ｏ对异丁烷催化脱氢反应的影响。实验结果表明，Ｋ２Ｏ的加入可使催化剂活性和选择性得到明显提高。Ｋ２Ｏ的作用除了增加脱氢中心Ｃｒ３＋的浓度外，还使反应历程发生了改变，从而抑制了裂解和芳构化副反应的发生，提高了异丁烯的选择性。