镍钨基硫化态和氮化态催化剂对十氢萘选择性开环性能研究

通过不同预处理方式制备镍钨硫化态和氮化态催化剂,利用X射线衍射、吡啶红外光谱、元素分析、CO滴定等技术对催化剂进行表征。以十氢萘为探针分子,利用固定床反应器考察不同预处理方式及负载量对催化剂十氢萘选择性开环反应转化率和寿命的影响规律。结果表明,氮化态催化剂初始转化率及选择性开环活性高,这与氮化态催化剂金属位活性高有关,但其稳定性低于硫化态催化剂,这是由于十氢萘在金属位脱氢后未能及时转移至酸性位开环,使其发生过度脱氢导致结焦失活。

不同金属含量Ni-W催化剂的煤焦油加氢脱硫脱氮性能研究

以γ-Al_2O_3为载体,采用等体积浸渍法制备了五种金属原子比相同而金属负载量不同的Ni-W基催化剂。通过X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)、程序升温脱附(NH_3-TPD)、氮气吸附、高分辨透射电镜(HRTEM)等技术对催化剂进行了表征。在固定床反应器中,以中低温煤焦油为原料,考察了催化剂的加氢脱氮(HDN)和加氢脱硫(HDS)性能。结果表明,当Ni/W原子比为0.786时,负载金属后,催化剂的总酸量减少,且以中强酸为主。随着金属负载量的增加,催化剂的硫化程度逐渐增加,HDN活性先增加后降低,当WO_3负载量为24%时达到最优值,而HDS活性逐渐增强。

中国燃料天然气二氧化碳排放因子的初步计算

通过对燃料天然气各主要使用领域进行的现场调研和气体取样分析,计算得到我国天然气的平均碳含量、碳氧化因子和二氧化碳排放因子。结果表明,我国天然气的碳含量与IPCC给出的缺省值基本一致,碳氧化因子比IPCC缺省值略低,因此计算出的二氧化碳排放因子也比IPCC缺省值低。碳氧化因子小于1表示燃烧不充分,主要是由于一部分碳被氧化成为一氧化碳。由于一氧化碳在大气中可以稳定存在,且会造成环境污染,故燃烧时产生的一氧化碳排放应该单独报告,而不是折算后并入二氧化碳排放量。

甲苯与甲醇侧链烷基化合成苯乙烯KX催化剂失活现象的研究

考察了甲苯、甲醇侧链烷基化反应KX催化剂的稳定性及失活现象。并采用XRD、N2物理吸附、DTG、SEM、NH3-TPD、CO2-TPD和ICP等方法对反应前后的催化剂进行了表征。结果表明,反应前后活性位变化和积炭不明显,对催化剂失活影响很小。随着反应时间延长,反应过程中产生大量的水导致分子筛骨架脱铝,晶体结构被严重破坏,这是催化剂失活的主要原因。增强催化剂骨架的水热稳定性是解决催化剂失活问题的关键。

模板剂用量对SAPO-11分子筛的物理化学性质及催化萘与甲醇烷基化性能的影响

考察了二正丙胺(DPA)模板剂用量对合成的SAPO-11分子筛的物化特性及催化萘与甲醇的烷基化的影响,并通过XRD、SEM、N2 adsorption-desorption、NH3-TPD、FTIR和29SiMAS NMR等手段对合成的样品进行了表征。结果表明:改变模板剂用量不仅可以调节SAPO-11的孔结构,还会改变Si在分子筛骨架上的分布,从而调节SAPO-11的酸性。当n(DPA)/n(Al2O3)=1.5时,样品具有较大的比表面积和孔容,分别为215 m2/g和0.173 cm3/g;样品的Si区面积最小,Si(nAl)(0<n<4)结构最多,从而样品的酸量多,酸性强,同时用于催化萘与甲醇烷基化反应的活性最高,反应11 h后其萘的转化率和2,6-二甲基萘的收率分别达到56.5%和5.4%。

不同P负载量对Co-Mo/γ-Al_2O_3煤焦油加氢脱硫性能影响的研究

以分步浸渍法在固定MoO_3、CoO含量(质量分数)为13.50%、2.11%的条件下,通过改变磷酸浓度,制备了不同P负载量的Co-Mo/γ-Al_2O_3催化剂。考察了不同的P负载量催化剂对内蒙古赤峰中温煤焦油加氢脱硫性能的影响。并以NH3程序升温脱附(NH_3-TPD)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂的结构性质进行了表征。结果表明,适宜的P负载量可减弱活性组分与载体间的相互作用,利于活性组分均匀分散在载体表面,改善了催化剂的还原、硫化性能和酸性分布,从而提高了催化剂的加氢脱硫活性。当磷酸质量分数为4%时,催化剂表现出最佳的加氢脱硫性能,硫脱除率达到96.98%。不同P负载量Co-Mo/γ-Al_2O_3催化剂加氢脱硫活性对应的磷酸浓度顺序为:4%>2%>6%>1%>0>8%。

均匀设计在聚丙二醇二缩水甘油醚型环状碳酸酯合成中的应用

以聚丙二醇二缩水甘油醚(PPGDGE)和CO_2为原料,在离子交换树脂催化剂D296的作用下,通过环加成反应合成了聚丙二醇二缩水甘油醚型环状碳酸酯(5CC-PPGDGE)。采用均匀设计法,考察了催化剂D296用量、反应时间、反应温度、反应压力以及催化剂的活化时间对PPGDGE转化率的影响。采用序贯均匀设计实验,确定了对转化率影响的主要因素,并且根据拟合回归模型得到各影响因素与转化率之间的关系,得到了最优反应条件为:催化剂用量12%(以PPGDGE质量计,下同),反应时间38 h,反应温度125℃,反应压力1.0 MPa,催化剂活化时间24 h,在该条件下PPGDGE的转化率几乎为100%,并对产物进行FTIR、~1HNMR、^(13)CNMR、GPC和TGA表征,证明得到目标产物。

铜基金属有机框架(Cu-MOF)催化芴液相氧化性能的研究

通过水热合成法合成了铜系金属有机框架(Cu-MOF),并且通过X-射线衍射(XRD)、红外(IR)对其进行了结构表征。将其用作芴液相氧化制取芴酮的催化剂,考察了反应条件(温度、溶剂、催化剂质量、反应时间)对其催化性能的影响。结果表明,以叔丁基过氧化氢(TBHP)为绿色氧化剂,在Cu-MOF催化剂质量为100 mg、乙腈为溶剂、反应温度为40℃、反应时间为24 h的条件下,芴可转化为相应的芴酮,转化率和选择性分别达到85. 56%、65. 32%。

低掺杂石墨烯对聚氨酯弹性体的增强作用

采用预聚体法,以聚环氧丙烷醚二醇、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、1,4-丁二醇为原料,羧甲基纤维素钠改性的电化学法石墨烯(GN)为填料,制备了聚氨酯弹性体(PUE)/GN复合材料,并对PUE/GN复合材料进行了测试与表征。结果表明:GN在PUE基体中分散良好,与基体的相容性良好;与PUE相比,PUE/GN复合材料的热性能、力学性能显著提高,当掺杂0.10%(w)的GN时,PUE/GN复合材料的拉伸强度和撕裂强度分别达到38.64 MPa,97.79 kN/m,质量损失5%时的温度提高20℃。

P改性对Mo-Ni/Al_2O_3煤焦油加氢脱氮性能的影响

在磷含量1.34%下,采用分步浸渍法按磷添加顺序不同制备了3种改性催化剂：Mo P-Ni/Al2O3、Mo-Ni P/Al2O3、MoNi/PAl2O3。通过X射线衍射（XRD）、程序升温脱附（NH3-TPD）、程序升温还原（H2-TPR）、氮气吸附等技术对催化剂进行了表征。以新疆中低温煤焦油为原料,考察了不同磷改性方式对催化剂加氢脱氮（HDN）性能的影响。结果表明,适宜的磷添加方式能够改变催化剂的酸性分布,提高10-13 nm加氢脱氮有效孔的比例,并且减弱活性组分与载体的相互作用,同时使得活性组分更易被还原,进而提高催化剂加氢脱氮性能。加氢脱氮活性顺序为Mo-Ni/PAl2O3（74.36%）〉Mo-Ni P/Al2O3（72.74%）〉Mo-Ni/Al2O3（71.72%）〉Mo P-Ni/Al2O3（56.13%）。

4,4′-二苯甲烷二胺与碳酸二甲酯合成4,4′-二苯甲烷二氨基甲酸甲酯

研究了无水乙酸锌〔Zn(CH3COO)2〕催化下4,4′-二苯甲烷二胺(MDA)与碳酸二甲酯(DMC)合成4,4′-二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC)的反应。用高效液相色谱/质谱/质谱联用仪对反应体系副产物进行了检测分析。结果表明,MDC生成的适宜工艺条件为:催化剂用量n〔Zn(CH3COO)2〕∶n(MDA)=5∶1,反应物配比n(DMC)∶n(MDA)=20∶1,反应温度180℃,反应时间2 h。在该条件下MDC收率为98%,MDA转化率100%。分析结果表明,主要副产物为单氨基甲酸酯和3种N-甲基化物。在上述基础上,讨论了N-甲基化物可能的生成机制和副产物的形成对MDC生成的影响。

反应条件对萘饱和加氢的影响

在固定床反应器中,采用Ni/γ-Al2O3加氢催化剂,考察了反应温度、压力和空速对萘转化率、四氢萘和十氢萘选择性、十氢萘反顺质量比的影响规律,并进一步考察了两种不同构型(反式和顺式)十氢萘产物的选择性生成。结果表明,反式和顺式十氢萘的总选择性可达95%以上,萘的转化率可达100%;较佳工艺条件为:空速0.6～6.0 h-1,反应温度210～250℃,压力不低于5.4 MPa。根据反顺质量比随空速、温度和压力的变化趋势,做了进一步的考察,结果显示,在保持十氢萘总选择性高于97%的前提下,可实现反式与顺式十氢萘各自的高选择性生成,反顺质量比可取得高值8.70和低值0.86。

SAPO-11分子筛择形催化萘甲基化反应

以SAPO-11分子筛为催化剂,在常压、气相条件下,研究了萘与甲醇烷基化合成2,6-二甲基萘(2,6-DMN)的情况,并与HZSM-5,HB,HUSY分子筛催化剂进行了对比。实验结果表明,SAPO-11分子筛催化剂具有优异的2,6-DMN选择性,在350℃、0.1MPa、萘重时空速0.24h^(-1)、n(萘):n(甲醇):n(1,3,5-三甲苯)=1:5:3.5的条件下,2,6-DMN的选择性和2,6-/2,7-DMN的摩尔比分别达到40.5%和1.96,远远大于热力学平衡值;同时,SAPO-11分子筛催化剂也显示出了较高的活性和稳定性。结合催化剂的比表面积、孔道结构和酸性,对不同分子筛催化剂的反应性能进行了探讨和比较。结果表明,SAPO-11分子筛特殊的孔道结构和相对较弱的酸性,不仅能有效筛分DMN异构体,而且能抑制2,6-DMN发生异构化反应,提高了2,6-DMN的选择性和2,6-/2,7-DMN的摩尔比。

改性HZSM-5催化剂上甲苯-甲醇的烷基化反应

采用浸渍法制得了P、B、Cu、Mg单组分及Mg、P、Si多组分复合改性的HZSM-5催化剂,通过XRD、BET、NH3-TPD等手段对改性前后催化剂的结晶度、孔结构及表面酸性进行了表征,在常压连续流动固定床反应装置上考察了改性HZSM-5在甲苯-甲醇烷基化制备对二甲苯反应中的催化性能,并对其微结构、表面酸性与择形选择性进行了关联。结果表明,P、B、Cu、Mg单组分改性的HZSM-5催化剂中,质量分数20%MgO改性使HZSM-5催化剂微孔面积和微孔容大幅下降,强酸显著降低,目标产物对二甲苯选择性明显提高(>60%);Mg、P、Si复合改性的HZSM-5催化剂中,改性剂之间的酸碱等相互作用对改性催化剂的开孔和表面酸性位的影响较大,与单组分改性相比复合改性效果不明显。

SAPO-11分子筛催化合成2,6-二甲基萘

以1,3,5-三甲苯(TMB)为溶剂,研究了萘与甲醇(ME)在SAPO-11分子筛催化剂上的烷基化反应,考察了原料配比、反应温度和空速对萘的转化率及2,6-二甲基萘(2,6-DMN)选择性的影响。实验结果表明,适宜的反应条件为:n(萘)∶n(ME)∶n(TMB)=1.0∶5.0∶3.5,反应温度425℃,空速0.06 h-1。利用CuNO3对SAPO-11分子筛进行浸渍改性,采用BET和NH3-TPD方法对改性前后的SAPO-11分子筛的结构和酸性进行了表征。表征结果显示,改性后的SAPO-11分子筛的比表面积和孔体积减小,总酸量下降。随SAPO-11分子筛上Cu负载量的增加,2,6-DMN的选择性提高,萘的转化率降低。

Hβ/Al-SBA-15介微孔复合分子筛负载Ni-W催化剂对萘加氢裂化制BTX的催化性能

采用后合成法制备Hβ/Al-SBA-15复合分子筛,利用XRD、N_2吸附、Py-IR、NH_3-TPD、SEM和TEM等手段进行表征。用浸渍法将Ni-W活性组分担载在Hβ/Al-SBA-15载体上,制备Ni-W/Hβ/Al-SBA-15催化剂,以萘为模型化合物,考察该催化剂的加氢裂化性能。结果表明,所合成的Hβ/Al-SBA-15复合分子筛既有介孔结构又有微孔结构,并同时具有B酸和L酸中心,酸性强于SBA-15。具有适度酸性位和介微孔结构的Ni-W/Hβ/Al-SBA-15催化剂,对萘加氢裂化具有较高的萘转化率和BTX选择性,分别为96%和61.1%。

4,4′-二苯甲烷二胺与碳酸二甲酯甲基化反应合成4,4′-双(二甲氨基)二苯甲烷

该文以4,4′-二苯甲烷二胺(MDA)与碳酸二甲酯(DMC)为原料合成4,4′-双(二甲氨基)二苯甲烷(MBDMA)。用不同类型催化剂对反应过程中甲氧羰基化和甲基化反应进行了调控。NaY分子筛催化剂促进甲基化反应的发生,适宜的反应条件为:催化剂用量m(NaY)∶m(DMC)=0.07∶1,反应物配比n(DMC)∶n(MDA)=30∶1,反应温度190℃,反应时间6 h,此时MDA完全转化,MBDMA选择性达97%。相反,乙酸锌催化剂则促进甲氧羰基化反应的进行。用高效液相色谱/质谱联用技术(HPLC/MS)对NaY催化下反应副产物的结构进行了分析,发现生成的副产物主要为3种不同程度的N-甲基化产物,表明MBDMA生成是经过逐步甲基化完成的。

KF/γ-Al_2O_3催化甘油酯交换合成碳酸甘油酯

采用等体积浸渍法制备了一系列氧化铝负载碱金属氟化物固体碱催化剂,用于甘油(丙三醇)与碳酸二甲酯酯交换反应合成碳酸甘油酯,其中KF/γ-Al2O3催化剂能够更好地促进碳酸甘油酯的生成。进一步考察了KF/γ-Al2O3催化剂的制备条件、反应条件对甘油与碳酸二甲酯酯交换反应的影响。当KF负载在γ-Al2O3的负载量为15%(质量分数,下同),于400℃焙烧5 h后制得固体碱催化剂,在n(碳酸二甲酯)∶n(甘油)=3∶1,反应温度80℃,反应时间1.5 h的条件下,甘油的转化率达96.1%,碳酸甘油酯选择性和收率分别达98.1%和94.3%。

NiW?USY分子筛催化剂的煤焦油加氢裂化性能

以高硅铝比USY分子筛为裂化活性组分、Ni和W为加氢活性组分,采用共浸渍法制备了一系列不同USY分子筛含量的加氢裂化催化剂。使用NH3-TPD,BET,XRD,XPS,HRTEM等手段对催化剂进行表征,并以中/低温煤焦油加氢精制后柴油馏分为原料,在固定床加氢装置上考察催化剂的加氢裂化性能。结果表明:含USY分子筛的Ni-W催化剂具有较高的煤焦油加氢裂化活性,其裂化活性主要源于USY分子筛的酸性;适宜USY分子筛含量(30%)的催化剂在产品油质量收率大于95%的前提下,可使原料油的密度(20℃)由0.899 0g/cm3降至0.848 5g/cm3,多环芳烃几乎裂解完全,C/H摩尔比由7.32降至6.89,50%馏出温度由304℃降至270℃,同时可使十六烷指数由40.0升至43.5。

γ-Al_2O_3负载的Mo及Ni-Mo氮化物、碳化物的合成及其加氢脱氧性能

以负载于γ-Al2O3的Mo及Ni-Mo金属氧化物为前躯体,采用程序升温方法,分别制备了负载型Mo及Ni-Mo氮化物和碳化物催化剂。采用元素分析、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H2-TPR)技术对所制备的催化剂进行了表征,并考察了它们对苯甲酸乙酯的加氢脱氧(HDO)反应的催化性能。结果表明,负载型Mo及Ni-Mo氮化物及碳化物对苯甲酸乙酯HDO反应都具有很高的催化活性,且碳化物比氮化物更为稳定。在HDO反应过程中,积炭可能是造成催化剂失活的重要原因。