天津大学的热辐射催化乙烷脱氢制乙烯研究获进展

近日,天津大学、多伦多大学、中国香港中文大学(深圳)的研究团队以乙烷脱氢制乙烯为模型反应,在自主设计的热辐射反应器中演示热辐射催化,引入CO_(2)作为热辐射接收器,不仅可以提高气体分子的温度,还可以增强反应分子间的非弹性碰撞。将CO_(2)分子视为催化剂,研究表明CO_(2)接收热辐射后引发新的均相气相乙烷脱氢反应路径。相关研究成果发表于《焦耳》杂志。

CO_(2)氧化乙烷脱氢制乙烯铬基催化剂研究进展

CO_(2)氧化乙烷脱氢制乙烯具有热力学更可行,乙烷转化率和乙烯选择性高,抑制积炭以及缓解温室效应等优点,备受研究者关注。综述近年来CO_(2)氧化乙烷脱氢制乙烯中铬基催化剂的研究进展,重点介绍铬催化的CO_(2)氧化乙烷脱氢反应机理,评述调变载体、助剂以及制备方法对催化性能的影响,并对后续催化剂的研究方向和应用前景作了展望。

乙烷脱氢制乙烯反应器的研究进展

乙烯作为重要的化工原料需求量逐年增加,随着页岩气的开发,页岩气中乙烷高效转化脱氢制乙烯受到了广泛关注,而选择安全高效的反应器是乙烷脱氢制乙烯工艺的关键。综述了乙烷脱氢制乙烯反应器的基本特征及研究进展,包括固定床反应器、流动床反应器、等离子反应器、催化膜反应器、电化学反应器、光化学反应器等,对不同类型反应器的工艺及其特点进行总结,并对乙烷脱氢制乙烯反应器的发展前景进行了展望。

Co-MCM-41催化剂上临CO_2-乙烷脱氢反应的研究

合成了不同Co掺杂量的Co-MCM-41分子筛.用XRD,FTIR和TG-DTA等技术对所制样品进行表征.在常压连续流动固定床反应器上考察了它们对临CO2-乙烷脱氢制乙烯反应的性能,结果表明,3%Co-MCM-41在973K可使乙烷的转化率达到39.54%,乙烯的选择性达到98.59%,收率达到38.98%.Co的掺杂量和反应温度等条件对该反应均有一定影响.Co-MCM-41对乙烷催化脱氢制乙烯同样也有很高的活性.引入CO2可消除积炭对催化剂活性的影响,更有利于催化反应的进行.

逆水煤气变换耦合乙烷脱氢制乙烯催化反应的研究

用水滑石前驱体制备了Mg Fe O和Mg Fe Al O氧化物催化剂,研究了该催化剂在CO2气氛中乙烷脱氢催化活性。实验结果表明,添加Mg和Al元素有利于催化活性和乙烯收率的提高。MgFe0 5Al0 5Ox样品的活性较好,在700℃和V(CO2)/V(C2H6)=7时,乙烷转化率20 6%,乙烯收率18 8%。CO2的作用是通过逆水煤气变换反应(CO2+H2 CO+H2O)推动乙烷脱氢反应并提高乙烯的选择性,通过CO2+C 2CO反应消除表面积炭提高催化剂的稳定性。

乙烷脱氢反应中Cr/CeO2体系的催化性能

运用TPR、XPS、UV-DRS以及微量吸附量热技术研究了Cr/CeO2催化剂体系,考察了CO2气氛中乙烷脱氢反应的活性.实验结果表明,在740℃时,1.18 rmmolCr/100nm2CeO2催化剂试样的乙烷转化率和乙烯选择性较好,分别为36.6%和97%.CO2可通过加氢反应推动乙烷脱氢并可消除反应中生成的积碳以提高催化剂的稳定性.催化剂表面Cr含量接近单层分散时Cr/CeO2催化剂表面酸性较强,反应活性较好.

逆水煤气变换耦合乙烷脱氢制乙烯反应的Cr/活性炭催化剂

在常压固定床微分反应器上,考察了活性炭及其负载的金属氧化物催化剂对逆水煤气变换耦合乙烷脱氢制乙烯反应的催化活性。实验结果表明,以活性炭为载体的Cr氧化物(Cr/C)催化剂具有较好的催化性能,采用5%(w)Cr/C催化剂,在700℃、原料气n(CO2)∶n(C2H6)=7∶1的条件下,乙烷转化率为56.2%,乙烯选择性和收率分别为75.0%和42.2%。反应中CO2的主要作用是通过与乙烷脱氢产物H2反应来促进乙烯的生成,提高反应活性;同时与积碳反应生成CO,消除表面积碳,提高催化剂的稳定性。通过对催化剂进行表征,研究了催化剂中活性组分的氧化还原性质和表面酸性对其催化性能的影响。XPS表征结果显示,催化剂表面存在Cr6+和Cr3+,高价态Cr有利于乙烷转化;微量吸附量热分析结果显示,催化剂表面的酸中心数量、强度及其分布与反应活性相关。

逆水煤气变换耦合乙烷脱氢反应中助剂对Cr/SiO_2催化剂性能的影响

分别制备了以Mn、Ce、Cu、Zn、K等为助剂的Cr/SiO2催化剂,考察了助剂在逆水煤气变换耦合乙烷脱氢制乙烯反应中对Cr/SiO2催化剂反应性能的影响。结果表明,高温下Mn的加入有利于催化活性的提高,Cr-Mn/SiO2催化剂显示了较好的催化活性。在740℃、n(CO2)/n(C2H6)=7的条件下,乙烷转化率为47%,乙烯选择性为99%。XRD、XPS、UV-DRS和TPR技术的表征表明催化剂表面存在Cr3+、Cr6+、Mn4+物种,Mn的加入使得催化剂还原性能增强,有助于反应过程中氧化还原循环的进行,提高了反应活性。

逆水煤气变换耦合乙烷脱氢高选择性制备乙烯反应的研究进展

综述了近年来国内外有关利用逆水煤气变换耦合乙烷脱氢制备乙烯反应的研究状况,讨论了该反应的历程和机理。文献表明,担载型铬氧化物、含铬分子筛、纳米氧化物粒子等具有较好的催化活性,CO2的主要作用是通过逆水煤气变换来消除乙烷脱氢产物H2,并与表面积炭反应提高乙烷转化率及催化剂稳定性。反应的关键是选择适宜的催化剂。

逆水煤气变换耦合乙烷脱氢反应中载体对氧化铬催化剂性能的影响

研究了在逆水煤气变换耦合乙烷脱氢反应中担载型氧化铬催化剂的活性,考察了多种载体对于催化剂反应性能的影响。结果表明,不同的载体所担载的氧化铬催化剂具有不同的催化性能。其中二氧化硅担载的氧化铬催化剂具有较高的乙烷转化率和乙烯选择性,在700℃时分别达到30.7%和96.5%。CO2的作用是通过与H2反应促进乙烷脱氢、并减少催化剂表面积炭。运用XRD、TPR、XPS、UV-DRS和微量吸附量热技术对催化剂体相与表面结构、表面酸性和铬物种价态等进行了表征,结果显示催化剂表面酸中心适当的强度、数量和分布有利于乙烷的活化和催化转化,Cr3+和Cr6+物种是反应的活性中心。

PtSn-Mg(Zn)AlO催化剂应用于乙烷脱氢反应研究

采用阴离子交换法合成了一系列不同Zn和Pt含量的PtSn-Mg (Zn) AlO催化剂用于乙烷脱氢反应。实验结果表明,在水滑石载体中掺杂少量的Zn对乙烷脱氢反应有明显影响。当Zn含量为2%(质量)时Pt基催化剂活性性能最优,在550℃时乙烷初始转化率达到27.1%,2 h平均转化率为21.6%。BET和SEM结果表明PtSn-Mg(Zn) AlO催化剂比PtSn-MgAlO催化剂比表面积更大,TEM结果显示,PtSn-Mg(Zn) AlO催化剂和PtSn-MgAlO催化剂的金属颗粒的平均直径分别为(1.49±0.31) nm和(2.0±0.23) nm,说明Zn的掺杂在一定程度上改变了催化剂的结构,能减小Pt颗粒的尺寸,更好地分散Pt颗粒,从而改善乙烷催化脱氢反应性能。此外,考察温度对乙烷脱氢反应性能影响,发现温度越高乙烷初始转化率越高,但催化剂越易失活;考察Pt负载量对乙烷脱氢反应性能的影响,发现增加Pt含量并不能使乙烷转化率得到相应倍数的增加,即增加Pt含量反而使Pt的利用率降低了,因此适量降低PtSn-Mg(2-Zn) AlO催化剂中Pt含量对研究乙烷脱氢反应有深远意义。

Pd/TiO_(2)-ZnO异质结用于光催化CO_(2)氧化乙烷脱氢制乙烯

采用化学还原法与研磨法,分别制备Pd/TiO_(2)与Pd/TiO_(2)-ZnO催化剂,用于光催化CO_(2)氧化乙烷脱氢制乙烯。通过Raman、TGA技术研究光照后催化剂上积碳生成情况,利用XRD、HRTEM、XPS技术表征催化剂活性中心颗粒大小范围与价态范围,采用ESR、UV-Vis DRS、UPS技术考察催化剂光学性质与能带结构,通过原位漫反射傅里叶红外光谱技术分析Pd/TiO_(2)-10%ZnO光催化CO_(2)氧化乙烷脱氢制乙烯反应机理。研究表明,加入ZnO,不会对Pd/TiO_(2)催化剂原有活性中心Pd颗粒大小范围、Pd^(0)与Pd^(2+)比例范围产生影响,但是会与Pd/TiO_(2)之间构成异质结,提高光生载流子分离效率,促进光照条件下羟基自由基生成。ZnO的加入,也促进了乙烷直接裂解产生积碳,导致体系中氢气含量增加。

乙烷脱氢的研究进展

据“Chemical Week，2005-06-15”报道，塞拉尼斯和陶氏化学等公司均在开发乙烷氧化脱氢生产乙烯和（或）乙酸技术。用该技术生产乙烯，

用于二氧化碳气氛下乙烷脱氢制乙烯的尖晶石催化剂及其制备方法

本发明属于化工催化剂技术领域,具体为一种用于二氧化碳气氛下乙烷脱氢制乙烯的尖晶石催化剂及其制备方法。本发明催化剂为掺杂氧化镓的镁铝尖晶石,其通式为:MgGa*Al2-xO4,x=0.5~2.0。制备时以可溶性无机盐为前驱体,尿素为沉淀剂,经过溶剂热共沉淀处理,再通过焙烧得到催化剂。

Co-MCM-41分子筛催化剂上CO2氧化乙烷脱氢制乙烯

乙烷经CO2氧化脱氢制乙烯的反应过程与传统的乙烷高温蒸汽裂解制乙烯的过程相比具有独特的优越性。为此，吉林大学化学学院合成了不同Co掺杂量的Co-MCM-41分子筛，利用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、热重-差热分析等技术对所制产品进行表征；在常压固定床反应器上，考察了Co-MCM-41分子筛催化剂埘临CO2-乙烷脱氢制乙烯反应的催化性能。

乙烷脱氢研究

塞拉尼斯和陶氏化学等公司都在开发乙烷氧化脱氢生产乙烯和／或醋酸技术。该技术路线生产乙烯，首先由联碳公司和菲利浦斯石油公司于20世纪70年代完成验证，但与蒸汽裂解相比无竞争性。然而，该工艺已由沙特萨比克推向工业化，用于生产醋酸，并且开发了新催化剂和改进了过程设备，可望与现有生产乙烯路线相比，具有竞争性。

用于二氧化碳气氛下乙烷脱氢制乙烯的催化剂及其制备方法

本发明属于化工催化剂技术领域，具体为一种用于乙烷在二氧化碳气氛下脱氢制乙烯的催化剂及其制备方法。现有该类催化剂存在铬用量大、乙烯选择性低、稳定性差等不足。本发明催化剂以具有MFI结构的小晶粒全硅silicalite-1为载体，氧化铬为活性组分，活性组分质量分数0．3％-5．0％。

陶瓷膜乙烷脱氢技术可望取代裂解工艺

美国能源部Argonne国家实验室的一个研究组开发出了一种膜材料，能够从烷烃生产出烯烃，在提高选择性和收率的同时可明显减少能量损失和污染物的排放量。

负载型SBA-15铬基催化剂的制备及其催化CO2氧化乙烷脱氢性能

采用水热法制得具有不同孔径的SBA-15材料;采用浸渍法制备了负载型铬基SBA-15催化剂,其结构和性能经XRD、低温氮气吸附脱附、氢气程序升温还原和X-射线光电子能谱表征。并研究了催化剂的CO 2 氧化乙烷催化脱氢性能。结果表明:孔径对活性组分在SBA-15孔道内外的分布有影响,进而影响其催化性能。孔径为8.14 nm时,乙烷转化率25.8%,乙烯选择性81.0%。