2023年, 第31卷, 第3期 刊出日期:2023-03-15
  

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    综述与展望
  • 赵俊宇, 张洁, 陈金伟, 王刚, 杨富文, 贺俊杰, 施宗波, 卓润生, 王瑞林
    工业催化. 2023, 31(3): 1-19. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.03.001
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    丙烯是一种重要的化工原料,其制备工艺技术和产量是衡量一个国家化学工业水平标志之一。目前丙烯的主要生产技术包括催化裂化、石脑油和轻柴油的蒸气裂化等,其中高催化活性、长寿命和低成本的裂化催化剂制备技术是大规模生产丙烯的基础和保障。丙烷脱氢(PDH)制丙烯技术因其技术路线成熟、经济环保,被认为是最具发展潜力的丙烯生产技术之一。其催化剂是PDH的核心和瓶颈,已成为当前的研究热点,得到国内外广大科研人员的关注。首先介绍丙烷直接脱氢制丙烯反应的热力学和反应机理;然后对几种代表性的PDH催化剂制备技术与催化活性进行较为详尽的综述,总结归纳各类催化剂的化学组成、催化剂的作用机制以及活性物种和性质对催化丙烷脱氢性能的影响,并分析讨论相应催化剂存在的问题;最后,提出今后丙烷脱氢催化剂的重点研究方向,为未来丙烷脱氢制丙烯高效催化剂的设计和研究提供新的视角。

  • 王连英, 杨国明, 李洪宝, 张海洪
    工业催化. 2023, 31(3): 20-24. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.03.002
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    在当前石化产品高端化发展、倡导绿色环保的大背景下,具有高分子量、低挥发性、高稳定性的高碳醇以其附加值高、产品供不应求而备受业界关注。近年来,镍系催化剂因其较低的成本和优异的加氢性能,在高碳烯醛加氢制高碳醇领域逐渐成为研究热点。对镍系催化剂的3种载体类型及影响加氢性能的因素进行综述,讨论影响镍系催化剂还原效果的因素,为制备性价比高、催化加氢性能强的镍系加氢催化剂提供指导思路。

  • 祁梦园, 吴三民, 范宜凯, 邬娇娇, 徐向亚, 刘东兵
    工业催化. 2023, 31(3): 25-30. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.03.003
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    加氢是精细化学品生产过程中一类重要的反应。在加氢反应中,高活性和高选择性催化剂的设计是关键因素也是面临的巨大挑战。近年来,金属有机骨架材料(MOFs)由于其比表面积大、孔道尺寸可调和活性点位负载方式多样等特点被广泛应用于加氢催化剂的制备中。从MOFs基催化剂在不饱和烃的加氢反应、醛的加氢反应和CO2加氢反应3个方面的应用出发,综述MOFs基催化剂在加氢反应中的研究现状和存在的问题,并对MOFs基催化剂在加氢领域的发展方向进行展望。

  • 李贵生
    工业催化. 2023, 31(3): 31-38. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.03.004
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    碳酸二甲酯是重要的有机合成中间体,应用领域广泛。综述碳酸二甲酯的主要生产技术工艺,包括光气法、酯交换法、氧化羰基化法、甲醇与CO2合成法、甲醇与尿素合成法、草酸二甲酯脱羰基法等。对比各种方法的优缺点,并对未来的发展进行展望。

  • 催化剂制备与研究
  • 侯珊, 冉真真, 季生福
    工业催化. 2023, 31(3): 39-43. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.03.005
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    以X分子筛为载体,在其表面上生长MgAl-LDH层状氢氧化物,浸渍Cs后焙烧,制备一系列Cs/MgAl-LDO@X催化剂。采用XRD、SEM、TPD等对催化剂的结构进行表征,并对甲苯侧链烷基化反应性能进行评价。表征发现,MgAl-LDO呈层状生长在X分子筛表面,随着生长量增多,层厚度逐渐增大,浸渍Cs后酸量和酸强度降低,碱强度增加。通过性能测试确定最佳Mg与Al比和MgAl-LDO生长量,此条件下甲苯转化率为4.33%,苯乙烯选择性为60.07%。

  • 董森, 李倩, 郭学华, 刘树俊, 侯莉
    工业催化. 2023, 31(3): 44-48. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.03.006
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    采用液相原位还原法制备三维纳米网状结构的Pd-Co/γ-Al2O3脱硫剂,并用于苯深度脱硫反应体系。通过XRD、SEM、TEM等对催化剂的组成、结构和形貌进行表征,对比不同物质的量比Pd-Co/γ-Al2O3脱硫剂对苯深度脱硫反应的影响。结果表明,具有三维网状结构的Pd-Co/γ-Al2O3脱硫剂,可显著提高脱硫剂的比表面积,使其表面活性位点变多。同时,生成的Pd-Co固溶体具有双金属协同吸附作用,改善了脱硫剂的脱硫性能,因此在大幅减少贵金属Pd用量前提下,脱硫剂硫容提高了37%。

  • 金晓东, 魏晓航, 曾利辉, 苏雅文, 祝高庆, 吴晨, 李霖
    工业催化. 2023, 31(3): 49-54. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.03.007
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    针对丙烷催化燃烧用Pd-Pt/γ-Al2O3催化剂,通过共沉淀法、水热法制备,经涂覆后考察其制备方法对催化剂性能的影响。结果表明,共沉淀法和水热法制备的催化剂对丙烷均具有一定的深度催化氧化活性,并明显受反应气氛湿润度的影响。水热法制备的新鲜催化剂活性和短期稳定性优于共沉淀法制备的催化剂,但老化后减活明显;共沉淀法制备的新鲜催化剂在老化后,活性有适度提升;水热法制备的催化剂结构更敏感,受苛刻条件影响更大,共沉淀法制备的催化剂更耐高温高湿条件。

  • 石油化工与催化
  • 宋国良, 肖寒, 张海明, 张国辉, 朱金剑, 张景成, 孙彦民
    工业催化. 2023, 31(3): 55-61. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.03.008
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    针对中海油高氮环烷基催化裂化柴油加氢裂化工艺,将改性Beta分子筛与Y分子筛按不同比例复配作为酸性组分制备载体,通过等体积浸渍法负载Ni-Mo活性金属制备柴油加氢裂化催化剂。采用BET、XRD、NH3-TPD、FT-IR等方法对其进行分析表征,在固定床反应器上考察两种分子筛复配对催化剂加氢裂化性能的影响。结果表明,在反应压力10.0 MPa、空速0.8 h-1、氢油体积比为800∶1、预处理反应温度350 ℃、控制>205 ℃馏分转化率为50%的条件下,可生产38.6%~42.5%的汽油馏分,作为高辛烷值汽油调和组分或生产BTX的原料,柴油馏分十六烷值至少提高17.0。在CAT-BY2催化剂作用下,汽油馏分收率为42.5%,其中BTX含量为21.8%,研究法辛烷值为93.5。

  • 环境保护与催化
  • 刘家华, 朱勇, 陶善龙, 张益坤, 陈铭夏, 上官文峰
    工业催化. 2023, 31(3): 62-70. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.03.009
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    高压静电与催化模块的耦合技术,是协同净化大气复合污染物的有效方法。通过实验比较W板静电器和平板静电器对于亚微米颗粒的捕集性能,采用计算流体力学方法构建双级静电器内静电场、流场、颗粒场的多物理场耦合模型,重点研究收尘区W型极板的角度对亚微米颗粒捕集性能的影响机制,获取双级静电器内部的流场、静电场分布特性,并针对不同角度W板双级静电器中0.1 μm、1 μm、2.5 μm颗粒的荷电特性及捕集效率展开研究。结果表明,相较于传统的平板静电器,W板静电器具有更高的捕集效率,在1 m·s-1的风速下,W板静电器对亚微米颗粒的捕集效率提升约10%。W板静电器之所以能明显提高对亚微米颗粒物的去除效率,可归因于收尘区的W型结构内易形成漩涡,导致亚微米颗粒物碰撞和凝并,因此提高了对亚微米颗粒物的捕集性能。

  • 刘志东, 雷帅, 王兴永, 傅送保, 李守亭
    工业催化. 2023, 31(3): 71-76. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2023.03.010
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    为了更加快速准确的测定化学合成反应液中铑含量,建立微波消解前处理与电感耦合等离子体原子发射光谱的组合监测方法。采用硝酸-硫酸混合酸体系对样品进行微波消解前处理,将有机铑络合物体系转化为无机酸体系。在相同的条件下分别选用铑元素233.477 nm、249.077 nm、343.489 nm三个波长进行样品的测定,铑元素的质量浓度在(0~1.0) mg·L-1线性良好,线性相关系数r≥0.999 7,方法检出限分别为0.01 mg·L-1、0.03 mg·L-1、0.10 mg·L-1。波长343.489 nm具有更好的灵敏度,更适合铑元素的检测,样品回收率98.0%~102.5%,相对误差为2.8%~3.4%,相对标准偏差为0.2%~1.1%。该方法是在密闭空间进行样品前处理,避免了元素的损失,操作简便,耗时短,精密度高,适用于化学合成反应液中铑含量检测。