使用超微镍基负载型催化剂的苯加氢固定床反应器模拟

介绍对工业化超微镍基负载型催化剂苯加氢反应器进行数学模拟的情况,建立了列管式固定床反应器的拟均相一维模型,用四阶-龙格库塔法求解计算,通过计算机模拟超微镍基负载型催化剂苯加氢固定床反应器,找到该反应器的热点温度和热点位置,并对床层不同分段数进行了模拟比较,模拟结果表明,催化剂分4段填装为好,热点温度为183.43℃,热点位置在距反应器人口2 m处,这4段催化剂床层的最佳稀释比依次为1:38.0,1:32.6,1:27.5,1:17.3。

镍基超细粒子负载型催化剂的加氢反应性能研究(I)——催化剂制备方法的影响

用溶胶－凝胶法、浸渍法、球磨法制备了低镍含量的镍基超细粒子负载型催化剂。采用ＢＥＴ、ＴＰＲ、ＸＲＤ、ＩＲ及ＳＥＭ等方法考察制备方法对催化剂基本性质的影响；用苯加氢生成环己烷的反应，在固定床微反装置上考察制备方法对催化剂加氢反应性能的影响。实验结果表明，溶胶－凝胶法制得的催化剂体系有优良的表面性质，有效地改善了催化剂的加氢性能，这对于提高镍基催化剂的工业应用范围有着重大的意义。

超声浸渍法制备负载型镍基催化剂及其催化性能

分别以硅藻土、γ-AL_2O_3和MgO为载体,采用均相沉淀-超声浸渍法,制备用于1,2-环己二醇脱氢制备邻苯二酚的镍基催化剂,利用SEM和BET对催化剂进行表征,并对催化活性和选择性进行考察。研究表明,超声浸渍法制备的催化剂,表观形貌规整,颗粒大小均匀,具有较大比例利于生成邻苯二酚的中孔结构,表现出良好的活性和选择性。在超声频率28 kHz、超声声强300 W·m^(-2)和超声时间60 min制备的Ni/硅藻土催化剂,于320℃、101.3 kPa、空速2.4 h^(-1)、N_2流量30 mL·min^(-1)和n(1,2-环己二醇):n(水)=1:4条件下反应,1,2-环己二醇转化率达96.7%,邻苯二酚选择性为92.3%。

负载型镍基催化剂催化加氢合成间苯二胺反应工艺及稳定性的研究

将负载型镍基催化剂用于间二硝基苯液相催化加氢制备间苯二胺,系统考察了反应温度、压力、催化剂用量、溶剂与反应物质量比等因素对催化剂反应性能的影响,同时对催化剂的稳定性进行了研究。实验结果表明,所研制的镍基催化剂具有很好的催化活性和间苯二胺选择性。在3.0M Pa、373K、溶剂与反应物质量比为2、催化剂与反应物质量比为0.03的条件下,反应约7.0h后,间二硝基苯转化率和间苯二胺选择性分别达到99.9%和99.6%以上;同时,催化剂具有良好的稳定性,经过20次套用实验后,催化剂的反应性能未发生明显变化。

后处理温度对Sol-Gel法制备的镍基负载型催化剂性能的影响

以正硅酸乙酯、钛酸丁酯、硝酸镍为原料，用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法制备得到超细镍基负载型催化剂前体ＮｉＯ／ＴｉＯ２－ＳｉＯ２。采用ＢＥＴ、ＵＶ－Ｖｉｓ、ＦＴ－ＩＲ 、ＸＲＤ、ＴＰＲ等方法，研究了焙烧温度对催化剂前体物化性能及其催化剂活性（苯加氢生成环已烷反应）的影响。结果表明：用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法制备得到的ＮｉＯ／ＴｉＯ２－ＳｉＯ２ 的织构具有较高的热稳定性。随着焙烧温度的升高，比表面积、孔体积略有减少，表观堆密度增大。焙烧至９２３Ｋ时，该体系仍可保持较高的比表面积和孔体积（ＳＢＥＴ＝ ３４０．１７ ｍ ２·ｇ－ １，ＶＰＮ＝ ０．２０６ ｃｍ ３·ｇ－ １）。焙烧温度对ＮｉＯ的物相结构有较大的影响。随着焙烧温度的升高，ＮｉＯ微晶尺寸增大，ＮｉＯ与载体之间的作用力亦增大，但在６２３～９２３Ｋ范围对催化剂的活性影响不大。焙烧温度至１０２３Ｋ时，部分ＮｉＯ微晶转化为ＮｉＴｉＯ３ 微晶，并且随着物相结构的变化。

催化剂组成对镍基负载型催化剂性能的影响

以正硅酸乙酯、钛酸丁酯、硝酸镍为主要原料 ,采用溶胶—凝胶 (Sol-Gel)法实验室制备了一系列组成不同的催化剂。催化剂前躯体的物化性能用BET、TPR及强度测试仪进行表征 ,用固定床连续流动微反装置 ,考察催化剂苯加氢生成环己烷的催化性能。研究结果表明 ,所制备的催化剂比表面性质与制备工艺参数的调整有很好的对应关系 ,合适的制备工艺参数可以制备得到具有优良比表面性质的催化剂前驱体 ,催化剂的比表面大于 30 0m2 /g ,比孔容可以在 0 16～ 0 36之间选择调整 ,孔径分布单一 ,具有双孔结构 ,最可几孔径分布为 1 1～ 1 7nm ,1 8～ 5 6nm。该催化剂应用于苯加氢制环己烷实验中 ,苯转化率均为 10 0 % ,环己烷的选择性均达到 99 0

一种负载型镍基催化剂上糠醇液相加氢制四氢糠醇的实验研究

针对自制的负载型镍基催化剂 ,详细研究了糠醇选择催化加氢制备四氢糠醇的反应行为 ,考察了反应温度、压力、催化剂载量和搅拌速率等诸因素对催化性能的影响规律 ,进而得到糠醇加氢制备四氢糠醇的适宜操作条件 (反应温度 170℃、氢气压力 4 0MPa、搅拌速率 12 0 0r/min、催化剂载量 2 0 g/L) ,此外还浅析了催化剂重复使用情况 。

乙醇水蒸汽重整制氢负载型镍基催化剂研究进展

负载型镍基催化剂是一种良好的乙醇水蒸汽重整制氢催化剂,但反应中存在氢气选择性较差和反应温度高的缺点。介绍乙醇水蒸汽重整制氢的反应机理,在此基础上,探讨通过载体改性和添加助剂提高负载型镍基催化剂的氢气选择性以及降低反应温度,并对研究进展进行综述。

己二腈选择加氢镍基催化剂的失活和再生

以乙醇为溶剂,在常压、温度180℃、己二腈液时空速0.24 h-1、氢气空速1 700 h-1和进料速率5 mL/h(氢腈物质量比约为41)反应条件下,采用固定床反应器考察了不同助剂改性的负载型镍基催化剂上己二腈选择加氢制备6-氨基己腈的反应性能。结果表明,适量的K2O和La2O3助剂的加入,不仅提高了镍基催化剂对6-氨基己腈选择性,而且提高了加氢反应的稳定性。热失重(TG),能量分析光谱(EDX)和X射线衍射(XRD)分析表明,催化剂表面含C和N有机物种的沉积是催化剂失活的主要原因,Ni晶粒的长大也是失活原因之一。采用器内直接H2还原、器外乙醇洗涤和二次焙烧还原对失活催化剂进行再生,可在一定程度上恢复催化剂的活性以及对6-氨基己腈的选择性,其中采用原位H2还原的方式进行再生较为适宜。

La_2O_3和CeO_2对CH_4-CO_2重整Ni/MgO催化剂结构和性能的影响

采用共沉淀方法制备了NiO-MgO、NiO-La2O3-MgO、NiO-CeO2-MgO三种催化剂,用BET、XRD、TPR、XPS、TG及活性评价等方法考察了La2O3、CeO2助剂对NiO-MgO物化性质和CH4-CO2重整反应性能的影响.实验结果表明,三种催化剂中镍物种以镍镁固溶体形式存在.与NiO-MgO相比,NiO-La2O3-MgO、NiO-CeO2-MgO具有较高比表面积,且其镍物种可还原能力有所增强,NiO-CeO2-MgO尤为明显.La2O3、CeO2均在一定程度上改善了NiO-MgO的CH4-CO2重整反应性能,提高了镍晶粒的抗烧结能力.但二者的作用机制有所差异,La2O3和CeO2分别主要作为结构助剂和电子助剂发挥作用.

提高乙二醇UV值的加氢催化剂研制

以等体积多步浸渍法制备负载型镍基催化剂并用于催化加氢提高乙二醇UV值。采用XRD、SEM及BET等对催化剂结构与物性进行了测定,通过试验确定了较佳的催化剂制备条件。结果表明,当Ni负载量为11.8%、助剂Mg添加1.8%、活化温度773 K及活化时间8 h时,催化剂活性最高;乙二醇在220 nm、275 nm和375 nm处的UV值由原来的49.6%、88.2%和97.7%分别提高到83.5%、95.2%和99.6%。

助剂对加氢催化剂Ni/SiO_2结构和反应性能的影响

采用等体积浸渍法制备了含不同助剂的m 二硝基苯液相催化加氢催化剂Ni/SiO2,利用BET、XRD、TPR和活性评价等方法对催化剂的物化性质和催化性能进行了研究,考察了不同助剂对催化剂结构和反应性能的影响。试验结果表明,向NiO/SiO2催化剂中引入La2O3、K2O及Li2O助剂后提高了催化剂中镍物种的分散度及还原能力,改善了催化剂的反应性能,其中以La2O3和K2O双助剂的作用最为明显。

硫酸钠对Ni/硅藻土催化剂结构及脱氢性能的影响

通过均相沉淀法制备了负载型Ni/硅藻土催化剂前驱体,采用等体积浸渍法添加了助剂Na2SO4,并采用BET比表面积测试法、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)和程序升温还原法(H2-TPR)等技术对催化剂的比表面积、物相结构、表面组分价态及含量以及氧化还原性能进行了表征,考察了Na2SO4对催化剂结构及脱氢反应性能的影响。结果表明,添加Na2SO4,载体硅藻土中SiO2的晶型未发生转变,提高了Ni物种在催化剂表面的分散度,显著提高了1,2-环己二醇的转化率(95.1%)和目标产物邻苯二酚的选择性(91.4%)。

镍含量对超细粒子负载型催化剂性能的影响——镍含量调变对NiO/SiO_2-TiO_2性能的影响

用溶胶－凝胶法，制备了不同镍含量的镍基超细粒子负载型催化剂前体ＮｉＯ／ＳｉＯ２－ＴｉＯ２．用氨溶－原子吸收分光光度法、ＴＰＲ技术，考察了活性组分氧化镍与载体之间的相互作用；通过ＩＲ、ＸＲＤ、ＴＥＭ－ＥＤＳ等手段，研究它们的物化性质、结构特征．用加压固定床连续流动微反装置上苯加氢生成环己烷的反应，对它们的催化性能进行关联．实验结果表明，采用溶胶－凝胶法制备得到的镍基超细粒子负载型催化剂体系中，活性组分氧化镍与载体之间有较强的相互作用，氧化镍形成簇状微晶，均匀地分散在载体氧化物之中．镍含量的调变，影响体系中氧化镍的微晶尺寸及其与载体的相互作用．催化剂在低镍含量（ＮｉＯ≥８％）时，即显出很高的活性，并具有优良的热稳定性及很宽的反应活性温度区域（１２０～２８０℃）．

镍钙铝复合氧化物对废碱液催化氧化脱硫性能的研究

以过渡金属硫酸盐MSO4 (M = Ni, Cu, Mn, Co)为催化剂活性组分,以钙铝水滑石为载体,通过浸渍法负载然后通过焙烧制得非均相负载型催化剂。分别对样品进行X射线衍射(XRD),热重量分析(TG)和扫描电子显微镜(SEM)表征,分析催化剂的物相组成及其微观结构。在常温常压下,以空气为氧化剂,对含硫废碱液进行催化氧化脱硫性能的研究,分别筛选金属前驱体种类、载体含量、催化剂的添加量、催化剂焙烧、反应温度等因素对脱硫率的影响。结果表示以镍基为催化剂活性组分,钙铝水滑石为载体,通过浸渍法负载后经600℃焙烧5 h制得催化剂,负载比为3%。在鼓气量2.5 L/min,温度85℃条件下,处理初始硫离子浓度为6000 ppm,反应2 h脱硫率可达95%。催化剂重复反应12次以上,催化活性基本不变,具有很好的稳定性。

甲基异丁基甲酮催化加氢工艺研究

以镍为活性组分,锰为助剂,氧化铝为载体,采用喷浸法制备得到负载型镍基氧化铝加氢催化剂,将催化剂在固定床中用于甲基异丁基甲酮(MIBK)一步催化加氢制备甲基异丁基甲醇(MIBC)的研究。系统考察了加氢反应温度、反应压力、液体空速等因素对加氢反应的影响。实验结果表明,在加氢反应过程中,当反应温度为135℃,反应压力为0.6 MPa,液体空速0.5 h-1时,MIBK转化率高达95.6%,MIBC选择性为99.7%。本催化剂经过500 h评价,反应性能无明显变化,稳定性良好,具备工业化放大潜能。此外,经过实验室减压精馏实现反应液的分离提纯,得到符合工业优等品技术指标的MIBC产品,为产业化提供有力参考。

大连理工大学的Ni-ZnO纳米簇催化CO_(2)加氢制甲酸研究获进展

近日,大连理工大学的研究团队以反相微乳液法制备尺寸为2 nm的Ni-ZnO纳米簇,并原位稳定到SiO_(2)上形成负载型催化剂。由于Ni与ZnO之间的协同效应及小尺寸效应,在260℃、氢气压力3 MPa的条件下甲酸的产率达97%,其活性高于Ni基催化剂,甚至可与Pd等贵金属催化剂相当。相关研究成果发表于美国化学会《应用材料与界面》杂志。