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2015年, 第23卷, 第11期 刊出日期:2015-11-15
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综述与展望
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超稳Y分子筛脱铝改性的研究进展
汪颖军,孙羽佳,所艳华,祖新月,席慧瑶
工业催化. 2015, 23(11): 849-853.
DOI:
10.3969/j.issn.1008-1143.2015.11.001
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超稳Y分子筛(USY)在石油化工催化领域应用广泛,尤其是作为加氢裂化和异构化反应的催化剂。随着工业化的发展,超稳Y分子筛逐渐满足不了催化剂的要求,达不到生产目的,而脱铝的超稳Y分子筛(DUSY)作为催化剂载体或活性组分的效果比母体USY分子筛要好,因此对脱铝改性的USY分子筛的研究引起关注。综述超稳Y分子筛的制备与脱铝改性方法的研究进展,改性方法包括水热法、化学法和水热-化学法,重点介绍化学脱铝改性对超稳Y分子筛的性质影响,展望超稳Y分子筛脱铝改性的发展方向。
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光解水制氢催化剂的研究进展
李光炎,蔡秀兰
工业催化. 2015, 23(11): 854-859.
DOI:
10.3969/j.issn.1008-1143.2015.11.002
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面对人类对能源的需求持续增长以及化石能源的日益枯竭和其带来的环境污染问题,开发太阳能对于解决能源问题具有非常重要的意义。利用太阳能分解水制氢是一种将太阳能转换为氢能的有效方式。根据近年来国内外太阳能分解水制氢催化剂的研究现状,分别对半导体光催化剂和金属配合物光催化剂进行综述,并且从可持续发展和实际应用的角度出发,针对各自的优缺点,提出今后应该开发具有高效且成本低廉的非贵金属配合物光催化剂,或尝试与半导体光催化剂结合应用,提高制氢效率。
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乙炔法合成氯乙烯用无汞催化剂的失活原因与再生
曾好,吴广文,凌思,吴浩
工业催化. 2015, 23(11): 860-865.
DOI:
10.3969/j.issn.1008-1143.2015.11.003
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对近几十年乙炔氢氯化合成氯乙烯用非均相无汞催化剂失活的原因和再生方法进行总结。乙炔法合成氯乙烯催化机理分先吸附乙炔和先吸附氯化氢两类。催化剂活性组分锡、铋和钯流失,氧化态铂和金被乙炔分子还原至低价或金属态,活性组分分散不均和晶粒长大均容易导致催化活性下降。先通入乙炔或乙炔进料过量、表面短链类聚乙烯或聚乙炔过渡态化合物难脱附、不同的载体及其表面性质均会诱导生成积炭物质。制备复合催化剂、添加碱土或稀土金属助剂有助于协同催化和自行还原再生。表面改性能改变吸附顺序,在线通入适量NO以及时去除积炭,可提高催化剂的稳定性。离线有氧烧炭再生含碳载体效果较差,而硝酸加热处理或王水处理失活的贵金属催化剂能恢复初始或接近初始催化活性。并对乙炔氢氯化无汞催化剂的发展进行展望。
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石油树脂应用与改性研究进展
魏璨,赵明,张谦温,徐聪
工业催化. 2015, 23(11): 866-873.
DOI:
10.3969/j.issn.1008-1143.2015.11.004
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介绍了C
5
~C
9
石油树脂的分类、制备、应用及发展概况,综述石油树脂的催化加氢改性技术和化学改性技术,石油树脂的催化加氢改性是近年来发展较迅速的领域,其技术的关键是针对树脂原料的不同类型找到合适的催化加氢催化剂和加氢条件,重点介绍石油树脂催化加氢工艺和使用的催化剂。目前,研究的树脂加氢催化剂主要有贵金属钯系列催化剂、负载型镍系列催化剂和新型磷化物系列催化剂,而石油树脂的化学改性技术关键在于向石油树脂分子中引入合适的活性基团。石油树脂经改性后,应用范围扩大,经济效益大幅增加。
催化剂制备与研究
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V
2
O
5
-WO
3
/TiO
2
催化剂的制备及其烟气脱硝性能
赵乐乐,王守信,王远洋
工业催化. 2015, 23(11): 874-881.
DOI:
10.3969/j.issn.1008-1143.2015.11.005
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以活性成分负载量、负载顺序和焙烧温度等关键制备参数因素进行正交实验设计制备了V
2
O5-WO
3
/TiO
2
催化剂,对其进行XRD和TPR表征,并在自行设计搭建的SCR烟气脱硝实验平台上评价其(300~390) ℃的SCR脱硝性能。结果表明,活性成分钒和钨绝大多数以非晶态形式存在于载体表面,且具有良好的分散性;主要活性成分V
2
O
5
负载量越高,脱硝率越高;400 ℃焙烧温度可以形成催化反应所需的晶相,且维持催化剂较高的比表面积;催化剂低温活性和高温活性是由表面富集和各种成分之间相互作用共同产生的结果,活性组分与载体之间的相互作用对315 ℃低温脱硝活性影响明显,以先钒后钨负载顺序为宜,表面富集对390 ℃高温脱硝活性起主要作用,以钒钨同时负载或先钒后钨负载顺序较好;随着m(WO
3
)∶m(V
2
O
5
)的增加,在7.5∶1处催化剂的脱硝率升至最高,随后迅速下降,WO
3
负载质量分数以6%为宜。在优化条件V
2
O
5
负载质量分数0.8%、WO
3
负载质量分数6%、先钒后钨负载和400 ℃焙烧温度下制备了催化剂并进行脱硝性能验证,315 ℃低温脱硝活性达到69.56%。
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载体原料对Pt-Re催化剂正庚烷催化重整活性的影响
曹志红,孙启文,张宗森,杨正伟
工业催化. 2015, 23(11): 882-886.
DOI:
10.3969/j.issn.1008-1143.2015.11.006
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采用不同厂家生产的拟薄水铝石粉制得γ-Al
2
O
3
载体,通过共浸渍法制得一系列Pt-Re催化剂,并对其进行BET、XRD和NH
3
-TPD表征。以正庚烷为原料,在反应温度500 ℃、反应压力1.0 MPa、空速2.0 h
-1
和氢油体积比1 000∶1条件下对制备的Pt-Re催化剂进行活性评价,并采用红外硫碳分析仪测定反应后催化剂的积炭量。结果表明,制备的催化剂SBPR-2重整性能优于其他催化剂,且积炭较少,稳定性较佳,正庚烷转化率大于95%,芳烃选择性大于24%,积炭量为0.33%。
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以类水滑石为前驱体制备Ru基CH
4
-CO
2
重整催化剂
李汝乐,范言语,鲁苗苗,林性贻,李达林,詹瑛瑛,江莉龙
工业催化. 2015, 23(11): 887-891.
DOI:
10.3969/j.issn.1008-1143.2015.11.007
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以类水滑石为前驱体,采用共沉淀法制备了不同Ru含量的xRu/Mg(Al)O催化剂(x=1,2,4),采用XRD、H
2
-TPR和CO脉冲吸附等表征催化剂结构和Ru金属分散度,并评价Ru含量对CH
4
-CO
2
重整反应活性与稳定性的影响。XRD与CO脉冲吸附结果表明,Ru含量增加时,还原后Ru金属颗粒的表面活性位数目增加,但分散度降低,Ru金属的粒径增大。活性测试结果表明,Ru质量分数为2%时,催化剂活性最高。Ru质量分数为1%时,催化剂具有较好的稳定性,归属于高分散Ru金属颗粒与Mg(Al)O载体之间的强相互作用。
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超声波-机械搅拌联合作用下NaY分子筛的合成及影响因素
贺勇,杨柳,王聪慧,陈林
工业催化. 2015, 23(11): 892-896.
DOI:
10.3969/j.issn.1008-1143.2015.11.008
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在超声波-机械搅拌联合作用下,以水玻璃、导向剂、硫酸铝、低碱偏铝酸钠和水为原料合成NaY分子筛,并分别考察反应配比、超声波作用时间及超声波功率等对合成NaY分子筛的结晶度和分散性能的影响。结果表明,采用超声波-机械搅拌联合作用合成的NaY分子筛较常规水热合成法或超声波法合成的NaY分子筛结晶度有所提高,且均随超声波作用时间和功率的增加呈先增后减的趋势,分布均匀且分散性好;在n(SiO
2
)∶n(Na
2
O)∶n(Al
2
O
3
)∶n(H
2
O)=8.6∶2.73∶1∶209条件下,适宜的超声波作用时间30 min,超声波作用功率60 W。
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KFS2型复合氧化铁脱硫剂的制备与性能评价
安全建,曹敏,张岁利
工业催化. 2015, 23(11): 897-899.
DOI:
10.3969/j.issn.1008-1143.2015.11.009
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以硫酸亚铁为原料与碳酸氢氨等碱性物质反应,制备不溶性铁的氧化物,将其与活性氧化锌和特殊助剂混合,经混碾和挤条成型工艺制得以氧化铁、氧化锌为活性组分的KFS2型复合氧化铁脱硫剂,并与某常温氧化锌脱硫剂进行性能比较。结果表明,在相同评价条件下,KFS2型复合氧化铁脱硫剂性能明显优于对比剂。
石油化工与催化
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多产中间馏分油型中压加氢裂化催化剂的研制与性能评价
袁晓亮,王书芹,鲁旭,康宏敏
工业催化. 2015, 23(11): 900-903.
DOI:
10.3969/j.issn.1008-1143.2015.11.010
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以改性Beta分子筛为酸性组分,W和Ni为活性金属组分,采用等体积浸渍法制备加氢裂化催化剂。采用XRD、BET、XRF、NH
3
-TPD和Py-IR等对其进行物性表征,结果表明,加氢裂化催化剂具有孔分布比较集中、加氢金属组分分散均匀、强酸比例适中和L酸比例高等特点。对制备的加氢裂化催化剂在中压条件下进行活性与稳定性评价,结果表明,制备的加氢裂化催化剂具有活性和选择性高、稳定性好以及产品性质优异等特点,可长周期运转。
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LY-C
2
-02催化剂在两段床反应器的长周期运行
谭都平,侯维,路明,赵汝,叶会亮,吴伟
工业催化. 2015, 23(11): 904-907.
DOI:
10.3969/j.issn.1008-1143.2015.11.011
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中国石油天然气股份有限公司辽阳石化分公司乙烯厂220 kt·a-1乙烯装置碳二加氢采用两台直列式两段反应器。每段反应器的催化剂装填量6.6 m3,一段反应器入口物料中乙炔体积分数达到1.85%~2.30%,远高于同类装置。由于乙炔含量高,一段反应器的温升为75 ℃,致使一段反应器出口温度达到125 ℃,催化剂结焦严重,催化剂运行周期短为7个月。2010年投入应用LY-C2-02催化剂,从2012年8月至2015年5月,催化剂已连续运行超过32个月,运行状态良好,乙烯平均选择性大于45%。
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DCR评价装置对重油催化裂化催化剂LDC-200的性能评价
李荻,高永福,侯凯军,王智峰,汪毅
工业催化. 2015, 23(11): 908-911.
DOI:
10.3969/j.issn.1008-1143.2015.11.012
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采用DCR催化裂化评价装置,通过不同原料油及剂油比对重油催化裂化催化剂LDC-200的反应性能进行评价。结果表明,以中国石油天然气股份有限公司兰州石化公司3 Mt·a
-1
催化装置所用渣油为原料油,在剂油质量比大于8.4时,催化剂LDC-200裂化能力强,拥有良好的焦炭选择性,且异构化功能显著,明显提高汽油辛烷值。采用3 Mt·a-1催化装置所用渣油与蜡油质量分数各50%配成的原料油,在剂油质量比小于8.4时,能够在确保汽油收率的同时控制焦炭产率。
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催化剂磨损指数分析中鹅颈管的优化改进
张海瑞,蒋长平,蔡军平,马志军
工业催化. 2015, 23(11): 912-914.
DOI:
10.3969/j.issn.1008-1143.2015.11.013
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主要针对市售鹅颈管难以达到催化剂磨损指数评价要求的问题进行探索研究,以已知磨损指数结果的标准样品为参考,对市售鹅颈管中毛细管弯曲角度进行二次加工,调整毛细管中空气流方向与催化剂样品表面的角度,使其满足催化剂磨损指数分析评价要求,减少鹅颈管差异引入的仪器误差,提高磨损指数评价结果准确度。
能源化工与催化
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平板状阳极氧化铝催化剂在煤油水蒸汽重整中的催化性能
李华波,郭燏,严会成,李文静,王灵翼,许云波
工业催化. 2015, 23(11): 915-921.
DOI:
10.3969/j.issn.1008-1143.2015.11.014
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在草酸溶液中对一种铝基板(Al/Fe-Ni-Cr alloy/Al)采用阳极氧化技术制备了氧化铝多孔膜,考察了扩孔处理、水热处理和焙烧处理对氧化铝膜比表面积的影响,并用FE-SEM、BET等研究了氧化铝膜的微观形态及结构。采用这种材料作为载体通过浸渍法制备了负载钌质量分数1.0%的钌基催化剂Ru/Al,并在固定床反应器上研究Ru/Al催化剂在煤油水蒸汽重整中的催化性能。结果表明,在氧化铝多孔膜载体制备过程中,扩孔处理能有效扩大膜孔,水热处理能让多孔膜形成更为复杂的多孔结构,并极大地提高多孔膜的比表面积。在空气中750 ℃焙烧50 h后,多孔膜的比表面积仍能维持在原来的60%。催化剂性能测试结果表明,与对比剂RuA相比,在活性实验中虽然两者活性相似,但在加速劣化实验中,采用阳极氧化技术制备的催化剂Ru/Al比RuA更稳定。工业应用中对这种载体仍需要改良以减弱烧结程度,因为在水蒸汽气氛于750 ℃焙烧50 h后,载体的比表面积只有原来的38%。
有机化工与催化
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稀释剂对聚丙烯球形齐格勒-纳塔催化剂性能的影响
任合刚,高魏,高宇新,宋磊,徐用军,高晶杰
工业催化. 2015, 23(11): 922-925.
DOI:
10.3969/j.issn.1008-1143.2015.11.015
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采用液相本体聚合法考察了异构脱蜡基础油与进口白油对氯化镁载体型高效球形齐格勒-纳塔催化剂催化丙烯聚合性能的影响,并用蒸馏法、密度计法和黏度指数计算法等分析了两种油的组成和基本物性,同时利用SEM和GPC表征了催化剂和聚合物。结果表明,与进口白油相比,异构脱蜡基础油的基本组成与进口白油接近;采用异构脱蜡基础油配制催化剂在技术路线上可行,经济上优于进口白油;异构脱蜡基础油对催化剂活性,以及聚丙烯的堆积密度、熔体流动速率和等规指数影响较小。
精细化工与催化
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碱性离子液体催化单糖脱水制5-羟甲基糠醛
赵铎,曲永水,李莉,黄崇品,陈标华
工业催化. 2015, 23(11): 926-931.
DOI:
10.3969/j.issn.1008-1143.2015.11.016
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离子液体作为一种新型的环境友好溶剂和液体酸碱催化剂用于单糖脱水制备5-羟甲基糠醛日益成为研究热点,受到广泛重视。以典型的OH-为阴离子的碱性离子液体为催化剂,研究了其对果糖/葡萄糖转化为5-羟甲基糠醛反应的影响。结果表明,在二甲基亚砜中,160 ℃反应6 h,果糖转化率达90.4%,5-羟甲基糠醛收率为83.3%,5-羟甲基糠醛选择性为92.1%。这一新的碱性离子液体催化单糖脱水的体系,取代了传统酸性催化剂的使用,具有高效、环保、经济的特点,为5-HMF规模化生产奠定了基础。
现代催化化学讲座
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第二章:固体催化剂制备技术原理
展恩胜,李勇,申文杰
工业催化. 2015, 23(11): 932-960.
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