2016年, 第24卷, 第5期　刊出日期：2016-05-15

  

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综述与展望
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  气相法乙苯清洁生产工艺技术进展

  张丽君，王振东，孙洪敏，杨为民

  工业催化. 2016, 24(5): 1-7. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.05.001

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  随着乙苯需求不断增加，乙苯工艺的开发和应用也不断进步。20多年来，我国气相法乙苯清洁生产工艺技术经历了由国外引进到催化剂国产、再到成套技术自主创新的发展历程。中国科学院大连化学物理研究所开发了用于气相法干气制乙苯的ZSM-5/ZSM-11分子筛催化剂，中国石化上海石油化工研究院开发了一系列以ZSM-5分子筛为活性组分的气相法制乙苯催化剂，我国乙苯总产能已跃居世界首位，其中，采用气相法催化剂及工艺技术的装置规模达2 410 kt·a^-1，催化剂性能和工艺技术指标达到世界先进水平，所用原料也由纯乙烯拓展到稀乙烯和乙醇。在气相法工艺大规模推广的同时，对现有技术的改进、新催化剂和新工艺技术的开发工作也在进行中，未来气相法乙苯生产工艺的能耗将进一步降低，原料普适性也更好。
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  气相催化合成氢氟烃和氢氟烯烃催化剂研究进展

  张振华，王博，秦越，马辉，吕剑

  工业催化. 2016, 24(5): 8-12. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.05.002

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  随着氯氟烃(CFCs)制冷剂逐步被淘汰，市场上使用的制冷剂主要是以氢氟烃(HFCs)和氢氟烯烃(HFOs)为主要成分的单一或混合产品,气相催化法具有可连续操作和催化剂与产品易于分离等特点,是工业合成氢氟烃和氢氟烯烃的主要方法。介绍了氟氯交换反应、加氢脱氯反应和脱卤化氢反应等常见的气相催化合成氢氟烃和氢氟烯烃的反应类型，概括其反应原理以及影响催化剂活性的主要因素，并综述了气相催化剂在氢氟烃和氢氟烯烃合成中的应用，建议开发高活性的低温、无铬或低铬催化剂。
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  SO₄^2-/M_xO_y 型固体超强酸催化剂改性研究进展

  孙恩浩，刘通，闫义彬，曹媛媛，蒋岩，赵仲阳

  工业催化. 2016, 24(5): 13-18. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.05.003

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  介绍固体超强酸催化剂的发展、特点、应用及改性研究方向,研究催化剂酸强度低、催化剂易失活和稳定性差等问题,并提出解决方案。通过对国内外SO₄^2-/M_xO_y 型固体超强酸催化剂的研究，分析向载体中引入稀土元素、分子筛、其他金属、纳米材料和交联剂对固体超强酸催化剂催化活性、热稳定性、酸性、比表面积和晶型等的影响，综述采用S₂O₈^2-或硫酸盐替换SO₄^2-作为催化剂活性组分对催化剂的催化活性、酸强度及结构等的影响以及引入过渡金属（贵金属）形成的双官能团对催化剂结构与活性的影响，对制约SO₄^2-/M_xO_y 型固体超强酸催化剂研究与工业化应用的催化剂寿命、稳定性、机械强度、合成方法、催化活性及催化剂再生等问题进行探讨。

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  轻质烷烃异构化催化剂研究进展

  王孟艳,韩磊,黄传峰,李慧慧,杨帆

  工业催化. 2016, 24(5): 19-24. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.05.004

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  轻质烷烃异构化技术是提高汽油辛烷值的重要手段，是实现汽油清洁化生产的理想选择。异构化反应是微放热反应，低温更有利于异构化反应的进行，而轻质烷烃异构化技术应用生产的前提是获得高效、稳定的催化剂。综述当前工业应用的低温型异构化催化剂、中温型异构化催化剂和固体超强酸催化剂的发展现状，指出异构化催化剂今后的研究方向。低温型催化剂为贵金属卤化物无定型催化剂，具有温度低和活性高的特点，但腐蚀性强，其应用受到限制。中温型异构化催化剂多为贵金属负载分子筛型双功能催化剂，稳定性高，但反应温度高，单程异构转化率低。固体超强酸催化剂多为将贵金属负载到固体超强酸上制备得到，活性高，反应温度低，环境友好，具有较好的发展前景。
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  V-Ti基脱硝催化剂去除汞和PCDDs/PCDFs的研究现状

  田军吉,杨胜芬，陆邹，石宇

  工业催化. 2016, 24(5): 25-30. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.05.005

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  将柔软纤维与折皱钢网复合制成波纹式支撑骨架，将V-Ti基脱硝催化剂负载到波纹式支撑骨架上制成整体波纹式脱硝催化剂。介绍V-Ti基波纹式整体脱硝催化剂的主要制备工艺、优点以及国内外对V-Ti基波纹式整体脱硝催化剂的研究现状；对V-Ti基脱硝催化剂与贵金属脱硝催化剂的制造成本以及PCDDs/PCDFs催化分解效果进行对比，两者具有相同的催化分解效果，V-Ti基脱硝催化剂成本低得多；活性组分、V质量分数以及活性温度不同，V-Ti基脱硝催化剂催化分解PCDDs/PCDFs的效果也不同，催化分解率最高可达97.7%；研究者得出V-Ti基脱硝催化剂催化氧化Hg⁰的不同效果，介绍V-Ti基脱硝催化剂催化氧化Hg0的研究现状。
催化剂制备与研究
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  Pd-Pt-Ce/Al₂O₃催化剂在VOC净化处理中的催化性能

  焦向东，盛斌，陈梦霞，陈金胜，赵伟荣，胡月霞，黄园园

  工业催化. 2016, 24(5): 31-33. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.05.006

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  采用浸渍法制备Pd-Pt-Ce/Al₂O₃催化剂，考察贵金属Pd和Pt负载量、助剂种类及负载量、空速对催化甲苯燃烧活性的影响。结果表明，适宜的贵金属负载量和助剂可极大提高Pd-Pt/Al₂O₃催化剂活性，当Pd和Pt质量分数分别为0.05%和0.005%、助剂Ce质量分数为1%时，Pd-Pt-Ce/Al₂O₃催化剂在低温条件下表现出较好的催化性能。空速对催化剂的催化活性影响较为明显，适宜的空速低于20 000 h^-1。

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  Si含量对CO₂加氢制烃铁基催化剂的影响

  沈荷红，宁文生，陈春华，杨霞珍

  工业催化. 2016, 24(5): 34-38. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.05.007

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  以湿固相研磨法制备不同硅含量的铁基催化剂，采用X射线衍射、H₂程序升温还原和傅里叶红外光谱对催化剂进行表征，在V(H₂)∶V(CO₂)∶V(N₂)=16∶8∶1、反应压力1.6 MPa、反应温度230 ℃、反应时间48 h和空速6 000 mL·（h·g-cat）^-1条件下，在固定床反应器中考察催化剂的CO₂加氢制烃反应活性和烃类选择性。结果表明，随着SiO₂掺入量增加，催化剂的还原性能降低，结晶度呈下降趋势，CO₂转化率下降，但C₅₊ 烃类产物选择性在硅含量为10%时达到最大，为38.6%。

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  N、Bi共掺杂的TiO₂可见光光催化剂的制备及其光催化性能

  王鹏，王秋，丁臻尧，季丽婷，黄琼

  工业催化. 2016, 24(5): 39-45. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.05.008

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  采用溶胶-凝胶法制备系列Bi_xTi_1-xO₂光催化剂以及N和Bi共掺杂TiO₂光催化剂，采用XRD、UV-Vis、N₂-物理吸附和TEM等对催化剂进行微观结构表征，以普通节能灯为光源，考察催化剂光催化氧化室内甲醛的性能。结果表明，在Bi掺杂的TiO₂光催化剂体系中，Bi_0.15Ti_0.85O₂光催化剂催化降解甲醛效果最佳，400 ℃焙烧2.5 h，节能灯光照48 h，可将（1.05±0.05） mg·m^-3甲醛降解至0.08 mg·m^-3，甲醛转化率92.8%，达到室内空气质量标准。当N与Bi共掺杂时，节能灯光照24 h，Bi_0.15Ti_0.85O₂-N(0.2)光催化剂表现出最佳的光催化氧化降解甲醛性能，即可将甲醛由（1.05±0.05） mg·m-3降解至0.082 mg·m^-3，甲醛转化率达92.0%，较Bi_0.15Ti_0.85O₂催化剂光催化效率提高50%。
   

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  活性炭负载磷钨酸催化1-癸烯齐聚反应的研究

  杨喜变，翁敏，王亭亭，丁洪生

  工业催化. 2016, 24(5): 46-49. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.05.009

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  使用活性炭负载磷钨酸催化剂，对1-癸烯齐聚反应进行研究，考察磷钨酸负载量、催化剂活化温度、活化时间、反应温度、反应压力和反应时间对1-癸烯转化率的影响。确定最佳的工艺条件为：磷钨酸负载质量分数37%，催化剂活化温度200 ℃，活化时间3 h，反应温度180 ℃，反应压力0.5 MPa，反应时间4 h。在此条件下，对聚烯烃合成油的物化性能进行研究，结果表明，采用活性炭负载磷钨酸催化剂催化1-癸烯齐聚合成油100 ℃黏度为4.60 mm²·s^-1，黏度指数为126，凝点为-58 ℃，1-癸烯转化率为83.5%。
   

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  环己烯水合反应的ZSM-5催化剂的稳定性研究

  汤英，赵兵

  工业催化. 2016, 24(5): 50-54. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.05.010

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  采用低温N2吸附、IR、XRD和ICP-AES等对用于环己烯水合反应的ZSM-5催化剂的催化活性和稳定性进行研究。结果表明，有机吸附物覆盖ZSM-5催化剂的表面，造成活性和稳定性降低，用H₂O₂氧化再生法可以有效脱除表面吸附物，恢复活性。当反应时间超过26 h时，由于ZSM-5催化剂脱铝和结晶度降低等原因使催化活性显著降低，沉降分离性能和稳定性变差。
   
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  ZrOCl₂-H₂SO₄/γ-Al₂O₃催化剂的制备及对1-丁烯齐聚反应的催化性能

  肖林久，王金豹，陈家欢，葛荣荣

  工业催化. 2016, 24(5): 55-59. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.05.011

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  以γ-Al₂O₃为载体，负载ZrOCl₂和H₂SO₄制备ZrOCl₂-H₂SO₄/γ-Al₂O₃催化剂，并用于1-丁烯齐聚反应。采用气相色谱在线分析，确定产物组成，考察制备条件对催化剂催化活性的影响，通过1-丁烯转化率和主产物选择性确定适宜的反应条件。结果表明，在ZrOCl₂和H₂SO₄负载质量分数为4.5%和焙烧温度500 ℃条件下制备的催化剂，在反应温度140 ℃、1-丁烯液时空速2 h^-1和N₂分压1.4 MPa条件下，表现出较好的催化活性，1-丁烯转化率96.77%，产物以二聚体（C₈）为主，选择性85.99%。该催化剂失活后容易再生，且催化活性良好，1-丁烯转化率92.73%，C₈选择性86.73%。
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  EISA表面修饰法制备抗烧结催化剂

  潘喜强，杨向光，曾清湖，李玉洁

  工业催化. 2016, 24(5): 60-66. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.05.012

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  通过催化剂表面修饰控制催化剂表面活性组分颗粒的表面迁移能力，可以提高催化剂的抗烧结性能。通过蒸发诱导自组装 (EISA)法修饰催化剂表面制备抗烧结催化剂，并对其性能进行研究。将经过验证的可形成二维有序介孔薄膜的EISA起始溶液沉积在Pd@SiO₂模型催化剂表面，采用TEM表征mSiO₂@Pd@SiO₂催化剂结构，证明了EISA表面修饰法的可行性。将EISA表面修饰法用于修饰Pd/Al₂O₃催化剂，通过表面涂覆的次数控制修饰层的厚度。XRD和甲烷燃烧活性结果表明，经过修饰的mSiO₂@Pd/Al₂O₃催化剂耐高温性能提高，其中,涂覆两次后的催化剂表面PdO纳米颗粒晶粒尺寸增大程度最小，甲烷燃烧活性最好。EISA表面修饰法制备抗烧结催化剂是一种提高催化剂高温稳定性的有效方法。
石油化工与催化
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  碳二前脱丙烷前加氢催化剂工艺条件试验

  韩伟，苟尕莲，冯琪，车春霞，梁玉龙，张峰，钱颖，李海军

  工业催化. 2016, 24(5): 67-69. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.05.013

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  采用浸渍法制备Pd-Ag/α-Al₂O₃催化剂，采用碳二前脱丙烷前加氢工艺系统考察反应器入口温度、空速和反应压力对催化剂性能的影响。结果表明，随着反应器入口温度升高，乙炔和丙炔+丙二烯转化率提高，乙烯选择性提高至一定值后趋于稳定，丙烯选择性波动不大，正丁烯生成量增加，较为适宜的反应器入口温度为（60~70） ℃；随着空速升高，乙炔和丙炔+丙二烯转化率降低，乙烯选择性提高，丙烯选择性变化不大，正丁烯生成量降低，较为适宜的空速为（12 000~14 000） h^-1；随着反应压力升高，乙炔转化率和丙炔+丙二烯转化率略增，乙烯选择性降低，较为适宜的反应压力为3.6 MPa。
   

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  窄馏分切割技术在清洁汽油生产工艺中的应用

  鲁旭，赵秦峰，兰玲，朴佳锐，王书芹

  工业催化. 2016, 24(5): 70-74. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.05.014

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  采用旋转带蒸馏仪对国内某炼油厂预加氢后催化汽油进行窄馏分切割，分析各窄馏分硫和烯烃分布规律，为全馏分催化汽油分馏提供精确的切割方案。实验结果表明，通过将切割轻汽油总硫含量控制在指标要求上限，最大量将烯烃切入轻汽油中，降低重汽油烯烃含量，可减少在加氢脱硫过程中由于烯烃饱和导致的辛烷值损失。
有机化工与催化
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  混合二甲苯系统热力学平衡组成的计算

  赵岩，任冬梅，夏云生，李新华，包德才

  工业催化. 2016, 24(5): 75-80. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.05.015

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  研究混合二甲苯模型中3种组分在不同温度下的热力学平衡组成，依据状态函数特点，分别计算各平衡的标准摩尔反应熵变、标准摩尔反应焓变及标准摩尔吉布斯自由能变，进而计算平衡组成。结果表明，在该混合二甲苯理想气体模型中，反应温度由298.15 K升至1 023.15 K，混合二甲苯中3个平衡组成随着反应温度升高呈如下变化规律：间二甲苯含量y_(MX)由0.599 0逐渐降至0.496 3，降幅达17.15%；邻二甲苯含量y_(OX)由0.162 6逐渐升至0.275 9，升幅达69.68%；对二甲苯含量y_(PX)由0.238 4缓慢升至0.242 6，而后逐渐降至0.227 7，最大值出现在423.15 K，最大降幅仅为6.14%，表明升高温度不利于提高对二甲苯的平衡组成。
现代催化化学讲座
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  第八章 环境催化

  李俊华，贺泓

  工业催化. 2016, 24(5): 81-116.

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