助剂对低温水煤气变换反应Au/α-Fe_2O_3催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了系列Au/α-Fe2O3-MOx(M=Zr、A l、Mg、Ca、Ba)催化剂,通过N2物理吸附、XRD、H2-TPR和CO2-TPD-MS等手段对催化剂的物化性质进行表征,考察了富氢下低温水煤气变换(WGS)反应中助剂对Au/α-Fe2O3催化剂性能的影响。结果表明,助剂ZrO2能有效提高Au/α-Fe2O3催化剂在富氢气氛下低温WGS反应活性和稳定性,反应温度150℃时CO转化率可达88.45%,且催化剂具有较高的稳定性。研究发现,添加ZrO2助剂能抑制载体晶粒的生长,降低载体晶粒度,提高催化剂的比表面积,改善催化剂的还原性能和表面酸碱度,从而提高催化剂的催化活性和稳定性。

LB型节能高温变换催化剂的制备工艺研究

针对高温变换催化剂现存的问题,采用硝酸法制得Fe-Cr-Ce-La-Cu多元复合氧化物LB型节能高温变换催化剂。将催化剂组成与制备过程耦合,进行L32(49×24)正交设计实验,通过实验结果的极差分析和显著性检验,得到优化的催化剂组成和制备工艺条件。按优化条件制备的6批催化剂,在汽气比为0.40、水碳比为1.43条件下的平均活性为69.9%,具有明显的节能降耗特色,且制造工艺简单、价格低廉。

铜锌催化剂组分间相互作用的研究

本文用ICP、XRD和TPD-MS(O_2)等技术研究了铜锌催化剂组分间的相互作用,发现氧化态Cu-Zn催化剂中部分ZnO熔于CuO中生成了(Cu,Zn)O固熔体。低温变换反应条件下的Cu-Zn催化剂处于还原态,它与氧化态的主要差别在于失去了(Cu,Zn)O的晶格氧。研究了Cu-Zn-Mn催化剂中部分Mn进入ZnO晶格生成(Zn,Mn)O固溶体及其对变换反应活性的影响。本文还用TPD-MS(O_2)技术考察了添加Mn、Al等组分对Cu-Zn催化剂组分间相互作用的影响。

助剂及原料对铁基高温变换催化剂性能的影响

本文研究了不同铁铬原料及铜和稀土助剂对铁基高温变换催化剂活性的影响,得出最佳的配方为Fe2O381%、Cr2O38%、CuO8%、CeO23%,在汽气比为0.6的条件下,按国标ZBG74001-89检测,该催化剂在350℃时CO转化率为41.0%.经实验验证,除具有较高的耐热活性以外,该催化剂还具有很好的抗F-T副反应能力.

碱金属对铜系低变催化剂性能的影响

在制备铜系低变催化剂的过程中,用不同方法添加一定量的碱金属,然后在低变活性检测装置上考察碱金属对铜系低变催化剂稳定性、活性和选择性的影响。结果表明,该碱金属对低变催化剂的选择性有显著的影响,即甲醇的生成量明显降低;且其掺加量在一定范围内时,对铜系低变催化剂的活性和选择性影响不大,而对催化剂的强度影响较大。

车载制氢低温变换催化剂

分别采用共沉淀法和尿素合成法制备了Cu-Mn和Cu-La-Ce低温变换催化剂,考察了不同催化剂制备条件、停车条件以及氧冲击对催化剂活性的影响。结果表明,洗涤充分的CuMn2催化剂活性较高,尿素合成法制得的5.6％Cu-10.4％La-Ce催化剂几乎没有活性。停车时,催化剂与外界空气隔绝可以维持其活性,反之,则衰减。CuMn2的抗氧冲击性能优于传统的低温变换催化剂。

前驱体溶液中Fe^(2+)与Fe^(3+)物质的量比对Au/α-Fe_2O_3催化剂低温水煤气变换性能的影响

改变前驱体溶液中Fe^(2+)与Fe^(3+)物质的量比制备了系列Au/α-Fe_2O_3水煤气变换催化剂,并运用XRD、拉曼光谱和H_2-TPR对样品进行表征。结果表明,Fe^(2+)与Fe^(3+)物质的量比的变化对Au/α-Fe_2O_3催化剂低温水煤气变换活性具有显著影响,这是由Fe^(2+)的添加改变了载体α-Fe_2O_3的结晶度、结晶缺陷及晶粒大小,从而影响金纳米颗粒的分散及与载体间的相互作用。Fe^(2+)与Fe^(3+)适宜物质的量比为1:6,所得样品AF-1:6具有最佳低温活性,150℃,CO转化率达78.02%。

低密度一氧化碳低温变换催化剂的研究

在国产铜系一氧化碳低温变换催化剂基础上,进行了降低堆密度和副产甲醇量的研究,通过对制备催化剂技术路线的研究,选择了组成为铜、锌、铝氧化物的混合物,Cu/Zn为1.0~1.8时催化剂综合性能较好,考察了制备的低密度催化剂的活性、耐热性和甲醇的生成量,并与现有工业催化剂进行了对比,结果表明本研究的低变催化剂性能达到了较先进的技术指标,能够在低水碳比条件下使用。

铜系一氧化碳低温变换催化剂的改进研究

在国产铜系一氧化碳低温变换催化剂基础上,进行了降低堆密度和副产甲醇量的研究,通过对制备催化剂技术路线的改进,选择了氨络合法来制备铜、锌、铝氧化物的混合物母体,Cu/Zn为1.0~1.8时催化剂综合性能较好,考察了制得的催化剂在活性、耐热性和甲醇的生成量,并与现有工业催化剂进行了对比。在汽气比0.33的条件下,本研究的LB型催化剂初活性达到77.8%,400℃耐热2h后,活性仍达63.7%,并且甲醇生成量都比较低,工业原料制备的样品,冷凝液中甲醇生成量初期910×10-6,耐热后甲醇生成量981×10-6,并且其堆密度为1.16Kg.L-1,达到国外同类催化剂先进水平。结果表明本研究低变催化剂性能达到了较先进的技术指标,能够在低水碳比条件下使用。

SX-1型铜系高变催化剂的研究

对ＳＸ－１型低汽气比铜系高变催化剂的研究表明，在０３０～０４５的汽气比条件下，该催化剂具有很高的活性和良好的热稳定性。工厂侧流试验显示，其活性和选择性高于铁基催化剂，在适宜的进气温度下热稳定性好，强度高，且无费一托副反应发生，能满足节能型合成氨厂的工况要求。

低变催化剂的副反应

分析了低温变换催化剂在生产过程中发生副反应的原因 。

B113－2型低汽／气比CO高温变换催化剂的研制

介绍了Ｂ１１３－２Ｍ低汽／气比ＣＯ高温变换催化剂的研制方法及其特点．实验室测试表明，Ｂ１１３－２型催化剂具有堆密度低、运行强度高、选择性好、抗沸水性能优、本体含硫低及低温活性好等优点．

SX-1型低汽气比铜系CO高温变换催化剂侧流试验

研制了ＳＸ－１型铜系ＣＯ高温变换催化剂，并在低汽气比条件下进行了工厂侧流试验。结果显示，该催化剂活性温度低，活性高于铁基催化剂；适宜入口温度下，稳定性好，经１０００ｈ稳定性试验后，活性无明显的下降，且未发生费－托反应。试验后，催化剂颗粒完整，强度很好，能满足节能型合成氨厂的工况要求。

用新鲜水浸泡法卸制氢装置低温变换催化剂

在简单介绍轻烃水蒸气转化制氢工艺中用钝化工艺技术卸低温变换催化剂的基础上，详细叙述了用新鲜水浸泡法卸低温变换催化剂（铜－锌系Ｂ２０２型催化剂）的新工艺，在茂名石油化工公司炼油厂制氢装置上的实际应用表明，该方法与钝化法相比具有工艺简单，操作方便，安全可靠，卸剂时粉尘少，时间短等特点，已收到良好的效益，是一种可行的卸低温变换催化剂的技术。

新型高选择性低变催化剂的工厂侧流试验

在大型氨厂进行了新型低汽气比低变催化剂的工业侧流试验 ,表明在工厂条件下 ,该催化剂稳定性好 ,活性较高 ,选择性好 ,甲醇生成量低于 5 0 0× 10 -6。

中变反应段催化剂用量与床层温度控制

针对现行中低低变换工艺中普遍存在的中变反应段热点温度偏低的情况,通过阐述中变段催化剂用量与床层温度的关系,提出了合理确定催化剂用量的原则;通过分析汽气比对床层热点温度的影响,提出了床层温度的控制方法和调节措施。

新型铜系低变催化剂在低汽气比条件下的性能研究

采用原粒度催化反应装置,结合物理分析和化学手段,研究添加碱金属助剂对铜系低变催化剂在低汽气比条件下稳定性的影响。发现添加适量的碱金属氧化物助剂可以减少低汽气比条件下铜系低变催化剂的甲醇生成量,一定的添加量范围内,变换反应性能和甲醇副产物的生成量较稳定,但碱金属助剂的添加对催化剂的比表面积和强度的影响较大。

铜基低温变换催化剂硫中毒机理热力学分析

利用热力学计算方法分析了铜基低温变换催化剂硫中毒的热力学可能性。根据非均相反应体系的熟力学有关理论,计算了COS、CS_2、H_2S和SO_2等4种含硫气体,在低温水汽变换温度条件下(423.15 K^573.15 K),导致铜基低温变换催化剂中毒可能发生的化学反应,并分析中毒产物。结果表明:在COS或H_2S气氛下,中毒产物主要是Cu_2S,其次是CuS:而在CS_2或SO_2气氛下,除了Cu_2S和CuS外,还可生成CuCO_3、CuSO_4。由热力学计算可知,这4种含硫气体对铜基低温变换催化剂的毒害作用由强至弱的顺序为CS_2>SO_2>COS>H_2S。

低温等离子体催化水煤气变换反应:催化剂载体的影响

水煤气变换反应是工业上用于提纯H_(2)以及去除CO的重要化学反应。为克服水煤气变换反应低温下动力学的限制,本文建立一种低温等离子体协同铜基催化剂催化水煤气变换反应体系,使得反应能在120℃时进行。通过研究不同载体(Al_(2)O_(3)、CeO_(2)、TiO_(2)、SiO_(2)、SAPO-34)负载铜催化剂对等离子体催化的影响后发现,当CuO_(x)/CeO_(2)催化剂同等离子体耦合时,表现出最佳的催化活性,CO转化率57%,氢气产率42%。研究表明,更好的催化性能归因于CuO_(x)/CeO_(2)催化剂表面的氧空位以及数量众多的Cu活性位点,有利于吸附反应物,促使反应的进行。但是载体的比表面积、颗粒尺寸、酸性位点数量,介电常数并不是影响本文实验条件下低温等离子体催化WGS反应的主要因素。

L-1型低汽气比低变催化剂的研制

L-1型低汽气比低变催化剂具有低汽气比条件下活性高、选择性好及堆密度低的特点,其性能已达到国内领先和国际先进的技术水平,具有广阔的市场应用前景。