纳米氧化镁用于异丙苯催化氧化制过氧化氢异丙苯研究

合成了具有介孔结构的纳米MgO,并对其用于异丙苯选择性氧化制过氧化氢异丙苯(CHP)的催化性能进行了研究。结果表明,纳米MgO在异丙苯选择性氧化制过氧化氢异丙苯过程中表现出良好的催化性能,在MgO添加量为原料质量的1%、空气流速200 mL/min、反应温度80℃、常压条件下反应8 h,异丙苯转化率达到30.53%,CHP选择性达到94.78%。     

反应温度和剂油比对催化裂化反应的影响

选取各种不同孔径的分子筛催化剂如AIMCM-41、纳米双介孔分子筛(NBMAS)和微孔分子筛HZSM-5,以异丙苯和1,3,5-三异丙苯为模型反应物,采用脉冲法考察反应温度和剂油比对催化裂化反应的影响。实验结果表明,不同反应物的催化裂化反应采用不同的催化剂、反应温度和剂油比对裂解转化率和裂解产物的分布有不同的影响。异丙苯裂化反应中,在转化率增加的同时,小分子烯烃的选择性增加,其副产物(对-二异丙苯和间-二异丙苯)的选择性降低;在1,3,5-三异丙苯的裂解反应中,随着裂解程度的加深,小分子烯烃的选择性增加,中间产物(异丙苯和二异丙苯)的选择性降低。     

温度、空速对β沸石催化剂上混合二异丙苯异构化反应的影响

对混合二异丙苯在β沸石催化剂上的异构化反应进行了研究,考察了温度、质量空速对异构化反应的影响,同时还进行了100h催化剂稳定性实验。实验结果表明,随着反应温度的升高,对二异丙苯的转化率增加,间二异丙苯的选择性减小;对二异丙苯的转化率随空速的提高先增加后逐渐降低,间二异丙苯的选择性随空速的提高而增加。在3.5MPa下混合二异丙苯异构化反应的适宜条件为:温度210℃、质量空速3h-1,在该条件下对二异丙苯的转化率为41.59%,间二异丙苯的选择性为64.46%,液态产品中间二异丙苯的质量分数达55.21%。     

间甲基异丙苯合成催化剂及工艺的研究

研究了改性超稳Y分子筛对甲苯与丙烯反应的催化作用性能,研究结果表明,USY-4催化剂的催化活性和选择性高,能有效控制邻甲基异丙苯(o-IPT)的生成量.研究了USY-4催化剂催化合成间甲基异丙苯固定床反应工艺的影响因素,并考察了催化剂的稳定性.实验结果表明,在140～160℃、甲苯与丙烯摩尔比3～5、空速2～5h-1、甲苯中水分含量低于100 μg/g的条件下,丙烯转化率大于99.8%,甲基异丙苯选择性99%,o-IPT的质量分数低于4%;经1000 h的连续运转,催化剂性能保持稳定.     

选择催化裂化制间二异丙苯反应工艺和催化剂的改性

在小型固定床反应器上采用纳米HZSM-5分子筛催化剂对混合二异丙苯进行选择催化裂化制间二异丙苯,考察了反应温度和重时空速对选择催化裂化反应的影响,得到的优化反应条件为:常压、反应温度420℃、重时空速3h~(-1)、氮气为载气。在此条件下,8h内的平均结果为:对二异丙苯裂化率89.8%,间二异丙苯收率72.7%,二异丙苯产物中间二异丙苯的质量分数90.2%。反应工艺的研究结果表明,在无载气的条件下,原料中通入苯可减少反应过程的积碳。对纳米HZSM-5分子筛催化剂进行改性的实验结果表明,采用水热处理12h的改性方法可有效提高催化剂的催化性能和稳定性,同时产物中间二异丙苯的含量很高,可有效提高后续分离过程的效率。     

Ti-HMS分子筛的合成和气相硅烷化

以工业级正十六胺为模板剂,采用水热法合成了不同Ti含量的Ti-HMS分子筛,并用六甲基二硅氮烷对其进行气相硅烷化。采用X射线衍射、N2吸附、傅里叶变换红外光谱、交叉极化/魔角旋转29Si核磁共振、紫外-可见光谱和电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)对试样进行了表征。以过氧化氢异丙苯(CHP)为氧化剂,用环己烯的环氧化反应考察了Ti-HMS分子筛的催化性能。实验结果表明,合成的Ti-HMS分子筛试样具有典型的六方介孔特征,Ti主要以骨架四配位状态存在,硅烷化显著增加了Ti-HMS分子筛表面的疏水性。以不同Ti含量的Ti-HMS分子筛为催化剂,产物环氧环己烷(CHO)的选择性都超过90%,以凝胶中n(Si)∶n(Ti)=50时所合成的Ti-HMS分子筛为催化剂CHP转化率最高(75.9%)。以硅烷化后的Ti-HMS分子筛为催化剂,CHP转化率和CHO选择性有较大幅度的提高,分别达到80.3%和97.8%。     

Fe-壳聚糖/SBA-15催化潜手性酮不对称氢转移反应

以SBA-15介孔分子筛为载体制备了Fe(Ⅲ)-壳聚糖(CS)络合物为活性组分的多相手性催化剂(Fe-CS/SBA-15)。以异丙醇作氢源,在常压下Fe-CS/SBA-15催化剂用于苯乙酮和4-甲基-2-戊酮不对称氢转移反应,考察了Fe-CS/SBA-15催化剂中Fe含量、反应温度、反应时间及助催化剂KOH浓度对底物转化率和产物对映选择性的影响规律。实验结果表明,Fe-CS/SBA-15催化剂中适宜的Fe质量分数为2.2%;对于苯乙酮和4-甲基-2-戊酮不对称氢转移反应,适宜的反应条件为:KOH浓度0.03m ol/L,反应温度70℃,反应时间分别为4,8h。在此条件下,苯乙酮的转化率为27.7%,产物R-1-苯乙醇的对映体过量(ee)值为87.4%(4h);4-甲基-2-戊酮的转化率为25.5%,产物R-4-甲基-2-戊醇的ee值为50.2%(8h)。     

Ti/HMS和Ti/MSU催化剂制备、表征及催化性能研究

以十二烷基胺为模板制备HMS、Ti/HMS,以十二烷基聚氧乙烯醚为模板剂制备MSU和Ti/MSU分子筛催化剂,并用X射线衍射、N2吸附-脱附对催化剂样品进行表征。利用丙烯环氧化反应、1-丁烯环氧化反应、异丙苯氧化反应对制备的催化剂进行性能评价。结果表明:纯硅HMS和MSU分子筛对上述反应没有催化活性;Ti/HMS和Ti/MSU在丙烯环氧化和1-丁烯环氧化反应活性较高;Ti/HMS和Ti/MSU在异丙苯氧化反应中具有一定的催化作用,但对产物选择性偏低。     

Pd/Al2O3催化过氧化氢异丙苯的液相加氢反应

 分别以K₂[PdCl₄]和K₂[PdCl₄]与草酸的混合液为Pd前驱体,采用浸渍沉淀法制备了Pd/Al₂O₃催化剂。采用等离子体耦合发射原子吸收光谱(ICP-AES)、透射电镜(TEM)、程序升温还原(TPR)等手段对Pd/Al₂O₃催化剂进行了表征。考察了Pd/Al₂O₃催化剂在过氧化氢异丙苯(CHP)固定床加氢反应中的催化活性。结果表明,金属Pd在载体Al₂O₃上呈不均匀分布,并发生团聚,其颗粒直径为5～10nm;催化剂在煅烧及还原过程中,活性金属Pd与载体Al₂O₃发生强烈相互作用,产生了Pd-Al合金。以K₂[PdCl₄]为前驱体制备的Al₂O₃催化剂在过氧化氢异丙苯(CHP)固定床加氢反应中显示了较高的二甲基苄醇(CA)选择性,而且在240 h 连续反应过程中,CHP的转化率始终维持在100%,目标产物CA的平均选择性也达到了97.7%。通过对比反应前后反应体系的组成,探讨了CHP液相催化加氢制备CA的反应途径。     

固体超强碱K/K_2CO_3催化丙烯二聚合成4-甲基-1-戊烯

采用新型固体超强碱3%(w)K/K_2CO_3催化丙烯二聚合成4-甲基-1-戊烯(4MP1),考察了反应温度、反应时间、丙烯进料量、m(丙烯)∶m(催化剂)及催化剂重复使用对反应的影响,研究了催化剂的异构化活性。实验结果表明,在150℃、20 h、丙烯进料量27 g、m(丙烯)∶m(催化剂)=2.7条件下,丙烯转化率为43%,二聚产物的选择性为99.3%,4MP1的选择性为86.3%,反应诱导期为3.3 h,丙烯平均反应速率为0.062 g/(g·h);催化剂可重复使用4次,在重复使用过程中,丙烯转化率、二聚产物的选择性和4MP1的选择性均缓慢下降,反应诱导时间逐渐延长。催化剂的异构化活性占二聚活性的26%,异构化活性较高。     

过氧化氢异丙苯催化加氢法制备二甲基苄醇

采用浸渍法制备了负载Pd和Pt的HPC-1催化剂,并用X射线衍射和扫描电子显微镜等手段对催化剂进行了表征;同时分别在间歇式反应釜和固定床连续反应器中对过氧化氢异丙苯(CHP)催化加氢制备二甲基苄醇(DMPC)的反应活性进行了评价。实验结果表明,HPC-1催化剂中活性金属Pd和Pt以无定形非晶态形式负载于载体上;在优化的反应工艺(反应温度68℃、反应压力0.5MPa、液态空速2.0h-1、氢气流量150mL/min)条件下,无论是在间歇式反应釜内还是在固定床反应器内,CHP的转化率均大于99%,DMPC的选择性均大于97%,达到了现有硫化碱还原CHP制备DMPC工艺的水平;建立了反应温度为68℃时CHP在固定床反应器内进行催化加氢反应的宏观反应动力学模型,运用非线性最小二乘法计算得到该模型的反应级数为0.79,且CHP含量的计算值与实验值相吻合。     

PdCl_2/Cu-HMS催化乙醇氧化羰基化合成碳酸二乙酯

制备了含Cu的介孔杂原子分子筛Cu-HM S和PdC l2/Cu-HM S催化剂,考察了其催化乙醇氧化羰基化合成碳酸二乙酯(DEC)的反应性能。通过X射线衍射、X射线光电子能谱、电感耦合等离子体原子发射光谱、红外光谱的表征表明,Cu离子以高度分散的状态进入HM S分子筛骨架,并保持了良好的介孔结构的有序性,同时PdC l2的负载在一定程度上提高了Cu-HM S分子筛的介孔规整度。通过催化剂活性的考察发现,载体表面的Pd与骨架中Cu之间的协同作用有利于该反应体系活性中心的形成,PdC l2/Cu-HM S催化剂表现出较佳的活性,DEC选择性达100.0%、乙醇转化率为5.1%、DEC时空收率达到110.50g/(L.h)。助剂的加入在不同程度上提高了PdC l2/Cu-HM S催化剂的活性,其中四乙基溴化胺(TEAB)的效果最佳,TEAB的最佳负载量为n(TEAB)∶n(Pd)=12∶1,产物DEC的时空收率达到187.93g/(L.h)。     

催化蒸馏合成异丙苯中试研究

建立了 3kt/a催化蒸馏合成异丙苯的中试装置 ,考察了进料方式、空速、苯 /烯摩尔比等工艺条件对反应的影响。 13 17h连续运行的结果表明 ,催化蒸馏合成异丙苯的中试流程设计合理 ,操作运转平稳 ,能够生产出符合设计要求的合格产品 ,证明以改性β沸石FHI-0 1为催化剂的催化蒸馏合成异丙苯的工艺可行 ,各项指标均优于目前固定床鼓泡反应器工艺。在适宜的工艺条件下 ,异丙苯的单程选择性高达 98%以上     

苯烃化制异丙苯的催化蒸馏技术研究

采用石油化工科学研究院开发的ＡＥＢ分子筛催化剂,在小型试验装置上进行苯烃化制取异丙苯的催化蒸馏技术研究。催化蒸馏塔采用自行开发的新型高效构件,该构件具有传质阻力小、压降低、操作弹性大等优点。经过２５０ｈ连续试验,找出了理想的操作参数和工艺实现方式。在进料苯丙烯摩尔比１∶１,丙烯空速０．４～３．０ｈ－１的条件下,丙烯的转化率达９９％以上,异丙苯选择性大于９０％。     

液相法合成异丙苯中试的研究

建立了 40 0t/a液相法合成异丙苯的中试装置 ,考察了空速、温度、循环比、苯烯摩尔比、丙烷等工艺条件对反应的影响。经过累积 60 0 0h以上的连续运行 ,结果表明 ,液相法合成异丙苯的中试流程设计合理 ,操作运转平稳 ,证明以改性β沸石FX -0 1为催化剂的液相法合成异丙苯工艺可行 ,其适宜的工艺条件为温度 160～ 180℃、压力3 0MPa、液相质量空速 4h- 1 、进料苯烯摩尔比 6、循环比 4～ 6。     

三相循环床中树脂催化过氧化氢异丙苯分解 Ⅰ.工艺条件研究

针对树脂催化过氧化氢异丙苯分解反应的特点 ,设计了新型气、液、固三相循环流化床反应器。该反应器接近全混流反应器 ,解决了工程放大存在的树脂破碎与传质和传热的矛盾。适宜的反应温度为 70～ 80℃ ,此时进料 (过氧化氢异丙苯 ) /(丙酮 )约为 1∶3 ,产物的选择性不低于硫酸催化工艺。进料过氧化氢异丙苯空速为 3 0h- 1 时 ,产品中过氧化氢异丙苯的质量分数 <0 .1%。催化剂的失活是其吸附原料中的Na+ 所致 ,催化剂的寿命与原料中的Na+ 含量成反比。当Na+ 质量分数为 2× 10 - 6 时 ,催化剂的寿命可达 160 0 0倍。     

超声辅助液相后合成Ti-SBA-15催化剂的表征及其在丙烯环氧化中的性能

以全硅介孔分子筛SBA-15为载体,以钛酸四异丙酯为钛源,在超声辅助条件下采用液相后合成方法制备了Ti-SBA-15催化剂,并借助XRD、N2吸附、TEM和UV-Vis等表征手段研究了催化剂的结构特性。以过氧化氢异丙苯(CHP)为氧化剂,考察了Ti-SBA-15催化剂在丙烯环氧化反应中的催化性能。实验结果表明,在超声波的空化作用下,Ti原子更易于进入SBA-15分子筛骨架中形成具有环氧化活性的四配位Ti物种,同时也有效减弱了后合成过程对SBA-15分子筛孔道结构的破坏。与常规液相后合成方法相比,采用超声辅助液相后合成方法制备的Ti-SBA-15催化剂表现出更高的丙烯环氧化催化性能,CHP转化率达到94.8%,环氧丙烷选择性达到96.5%,CHP的有效利用率达到91.5%。     

CuO-ZnO-MnO_x/Al_2O_3催化剂上α,α-二甲基苄醇氢解制备异丙苯

采用沉积沉淀法制备了CuO-ZnO/Al2O3和CuO-ZnO-MnOx/Al2O3催化剂。利用XRD、低温N2吸附、H2-TPR等手段对两种催化剂进行了表征。表征结果显示,Mn物种的引入不仅有效促进了Cu组分的分散,且能增强Cu的抗烧结能力,提高了活性组分的稳定性。利用常压高空速的催速失活实验对两种催化剂催化α,α-二甲基苄醇(DMBA)氢解的性能进行了比较,实验结果表明两种催化剂的初始活性相当,但CuO-ZnO-MnOx/Al2O3催化剂的稳定性更高。在入口温度170℃、出口温度220℃、H2压力2.0MPa、氢油体积比400、LHSV1.0h-1的条件下,用Mn与Cu摩尔比为0.2的CuO-ZnO-MnOx/Al2O3催化剂催化反应1000h,DMBA完全转化,异丙苯选择性大于96%。