2019年, 第27卷, 第3期　刊出日期：2019-03-15

  

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综述与展望
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  含氯挥发性有机化合物催化燃烧反应中非贵金属氧化物催化剂的研究进展

  吴傲立, 齐丛亮, 尤胜胜, 邓翠翠, 李欣悦

  工业催化. 2019, 27(3): 1-5. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.03.001

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  催化燃烧是实现含氯挥发性有机化合物(CVOC)高效净化的处理技术。CVOC催化燃烧非贵金属催化剂主要有单组份氧化物、复合氧化物及钙钛矿型催化剂。催化剂活性及稳定性主要与氧化物中氧的传递能力有关。氧化物催化剂上,CVOC催化燃烧反应机理为酸位吸附脱卤-催化燃烧综合机理,L酸对Cl的脱除能力弱于B酸。
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  ZSM-5分子筛的P改性研究进展

  冯冰, 赵虹, 姜标, 陈思远, 郭梦庭, 刘思源, 周丹, 齐会杰

  工业催化. 2019, 27(3): 6-13. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.03.002

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  P改性是调变ZSM-5分子筛催化性能的重要手段。ZSM-5分子筛的P改性方法主要由磷酸、磷酸盐水溶液及有机P化合物浸渍或通过气相沉积等方法进行。改性ZSM-5分子筛中,P与Al物种相互作用, P物种主要以四配位形式存在,调变分子筛的酸性,通过对表面的修饰阻止骨架Al的脱除,提高ZSM-5分子筛的水热稳定性。P改性后,HZSM-5分子筛的酸密度,尤其是表面强酸密度下降,降低正碳离子机理反应中的二次反应,减少氢转移及齐聚,促进轻烯烃的生成。P改性修饰HZSM-5分子筛的孔口,提高择形性能,部分进入体相的P减少裂化过程中ZSM-5交叉口处大分子正碳离子的形成,减少双分子裂化机理中间体的生成,提高轻烯烃选择性。P改性ZSM-5分子筛强酸密度降低,择形效应提高,焦炭生成得到抑制,催化剂寿命延长。
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  耐硫甲烷合成反应机理研究进展

  史立杰, 张永泽, 李晨佳, 冯璐瑶, 张金舵, 刘鹏翔, 常俊石

  工业催化. 2019, 27(3): 14-18. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.03.003

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  近年来,Mo基耐硫甲烷合成技术受到广泛关注。综述Mo基催化剂活性相的结构模型,主要包括Rim-Edge模型、协同作用模型、嵌入模型、单层结构模型、Co-Mo-S模型和双金属硫化物模型,其中Co-Mo-S模型的接受度最广。通过分析耐硫甲烷合成机理发现,反应体系中同时进行甲烷合成反应与水汽变换反应。
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  氧化铝载体在草酸酯合成催化剂中的应用

  李凯歌, 梁旭, 苗杰, 蒋元力

  工业催化. 2019, 27(3): 19-24. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.03.004

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  介绍硝酸法制备氧化铝载体及其前驱体拟薄水铝石的影响因素,成胶温度、老化温度、老化介质、反应体系pH值等制备条件影响拟薄水铝石孔结构及比表面积。成胶温度和老化温度越高,老化时间越长,老化介质中加入碳酸氢铵等有利于提高拟薄水铝石结晶度,pH值主要影响拟薄水铝石晶形。拟薄水铝石制备过程中、成型过程中及成型后可通过添加助剂、扩孔剂、模板剂,采用水热处理和改变焙烧温度等方法调控氧化铝孔结构和比表面积。氧化铝载体的比表面积和孔结构影响草酸酯合成催化剂的活性和选择性。
催化剂制备与研究
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  助剂对顺酐加氢制备γ-丁内酯催化剂页硅酸镍性能的影响

  夏晓丽, 谭静静, 卫彩云, 赵永祥

  工业催化. 2019, 27(3): 25-32. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.03.005

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  采用蒸氨法制备含Mo、Ce、Zn助剂的页硅酸镍催化剂,考察助剂对催化剂催化顺酐加氢制备γ-丁内酯的影响。结合N₂吸附-脱附、XRD、H₂-TPR、NH₃-TPD、TEM 、XPS等表征和活性评价对催化剂的织构性质及其催化性能进行研究。结果表明,不同性质的助剂对催化剂结构及其催化性能具有显著影响。助剂Mo的掺杂,提高催化剂中镍物种的还原,增加催化剂表面金属Ni⁰的数目,在金属和酸性位协同催化下,促进催化剂催化顺酐C≡O基加氢的能力,在反应温度160 ℃、氢气压力5 MPa、反应时间180 min条件下,γ-丁内酯产率可达21.3%,是未掺杂催化剂催化活性的1.5倍。助剂Zn和Ce的加入,降低催化剂酸性,进而降低其催化活性。
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  水热法合成纳米CdWO₄及其光催化性能研究

  马延会, 田晓璇

  工业催化. 2019, 27(3): 33-37. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.03.006

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  通过水热法合成光催化性能良好的纳米CdWO₄。采用粉末X射线衍射、扫描电子显微镜研究溶液pH值及水热温度对CdWO₄ 微观形貌、晶体结构的影响。在紫外线光照下甲基橙降解实验中测试制备的CdWO₄纳米颗粒的光催化活性。结果表明,合成的催化剂为单斜晶系CdWO₄晶体,不含其他杂质。水热反应温度150 ℃时,随着溶液pH值的降低(10.0→9.20→8.60),CdWO₄颗粒逐渐减小,紫外光照射 90 min 后,甲基橙降解率分别为 20%、 26%和40%,其降解动力学参数k分别为0.002 3 min^-1、0.003 3 min^-1、0.005 7 min^-1。水热反应温度升高至180 ℃,pH为8.60时,合成的CdWO₄催化剂呈细针状,具有最高的光催化活性,光照90 min 后,甲基橙降解率70%,降解动力学参数k=0.026 2 min^-1。
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  Fe掺杂WO₃催化剂制备及催化降解染料性能

  刘殿新, 田志茗, 林帆, 李霖霖, 李兰天, 黄微微, 仕磊

  工业催化. 2019, 27(3): 38-42. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.03.007

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  以钨酸钠、硝酸铁为原料,采用水热法制备WO₃和铁掺杂WO₃(Fe-WO₃)固体催化剂。通过红外光谱(FT-IR)、X射线多晶衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)及固体紫外-可见漫反射等表征催化剂。结果表明,制备的Fe-WO₃样品粒子呈片状,厚度达到纳米级。Fe掺杂WO₃的晶体结构受焙烧温度的影响,400 ℃焙烧得到的四方晶型样品具有较高的催化活性。固体紫外-可见漫反射表明,与WO₃相比,Fe掺杂WO₃发生红移,增强了可见光下的催化活性。以Fe-WO₃为催化剂降解亚甲基蓝,当亚甲基蓝初始浓度为10 mg·L^-1,pH=11,催化剂用量1 g·L^-1,质量分数30%的H₂O₂用量2.5 mL·100 mL^-1,反应时间100 min时,亚甲基蓝降解率可达95.56%。
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  CO气相偶联合成草酸二甲酯催化剂的研制

  侯蕾, 徐卫, 杜霞茹, 肖菲, 吴熠

  工业催化. 2019, 27(3): 43-46. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.03.008

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  考察助剂、制备方法和还原介质对CO气相偶联合成草酸二甲酯催化剂性能的影响。结果表明,以贵金属Pd为活性组分,非贵金属C为助剂,以α-Al₂O₃为载体,采用分步等体积浸渍法制备的催化剂,在水合肼还原后,具有良好的反应活性和稳定性。在反应温度130 ℃,空速3 000 h^-1时,产物中草酸二甲酯含量90%以上,时空收率平均可达813 g·(L·h)^-1。催化剂PC-3反应500 h后,物理性能和反应活性变化不大。
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  催化剂用高温焙烧炉系统的设计开发

  王磊, 钱文超, 贾敏, 安亚中

  工业催化. 2019, 27(3): 47-49. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.03.009

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  针对某厂催化剂的焙烧特性,研制出新型的多通道燃气式高温焙烧炉,并对其系统进行优化。实现了焙烧系统的精确控温和安全保护,可解决原有的辊道窑产能低、能耗高、设备运行成本高等问题。单台设备产能提高3倍,能耗降低20%,催化剂制造成本明显降低,达到增产提质的目的。
石油化工与催化
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  Ni-W/SSY-Beta-Al₂O₃柴油加氢转化催化剂研究

  张孔远, 刘国栋, 陈彦飞, 刘晨光

  工业催化. 2019, 27(3): 50-57. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.03.010

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  采用SSY型分子筛、不同硅铝比Beta分子筛与大孔氢氧化铝干胶混捏制备SSY-Beta-Al₂O₃载体,等体积浸渍法制备Ni-W/SSY-Beta-Al₂O₃加氢转化催化剂,采用BET、Py-IR、XRD、NH₃-TPD对制备的催化剂及载体进行表征。在100 mL固定床加氢装置上,工业Ni-Mo型柴油加氢精制催化剂与Ni-W/SSY-Beta-Al₂O₃加氢转化催化剂级配装填,以劣质催化裂化柴油为原料,对加氢转化催化剂进行活性评价。结果表明,随着Beta分子筛硅铝比的增加,催化剂表面的L酸中心先减少后增多,B酸中心先增加后减少,催化剂的弱酸酸量先增多后减少,中强酸与强酸酸量变化不明显。在氢油体积比700∶1、反应压力8.0 MPa、精制段反应温度360 ℃,体积空速1.25 h^-1,转化段反应温度400 ℃,体积空速1.35 h^-1的条件下,CYB-3催化剂加氢转化产品液相收率高达97.73%,汽油馏分收率63.72 %,辛烷值91.66,柴油馏分收率33.69%,十六烷值比原料提高8.96,凝点小于-35 ℃。
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  焦化重苯加氢组合工艺及催化剂的工业应用

  陈宗杰, 王泽, 张先茂, 王国兴, 夏大寒

  工业催化. 2019, 27(3): 58-61. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.03.011

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  为了提高重苯加氢装置的稳定性,延长装置的使用周期,山东德润化工有限公司重苯加氢采用三段处理工艺,并使用配套的W系列重油加氢催化剂。工业应用结果表明,三段组合工艺可以很好的控制反应热,W系列催化剂具有较高的加氢活性,将硫、氮脱除到10 μg·g^-1以下,可用于生产符合国家标准的汽柴油调和组分。
能源化工与催化
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  QSR-04B型低温尾气加氢催化剂的工业应用

  张晋, 秦媛媛, 纵秋云

  工业催化. 2019, 27(3): 62-65. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.03.012

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  介绍QSR-04型低温尾气加氢催化剂在内蒙古鄂尔多斯国泰化工有限公司硫磺回收装置中的应用情况。结果表明,催化剂具有起活温度低(210~220) ℃、低温加氢活性好、预硫化处理温度低的特点,完全满足硫磺回收低温加氢尾气处理工艺的要求。运行负荷由51%提高至122%时,尾气中二氧化硫含量≤10 mg·m^-3,转化率≥99.88%,具有较强的抗工况波动能力,工业装置出口SO₂达到国家排放标准。负荷在50%~75%之间波动时,催化剂具有稳定的加氢反应活性。
有机化工与催化
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  异丁烷脱氢过程催化剂结焦与焦性质研究

  孙乐晶, 陈小平, 杜玉朋, 陈长珍, 房德仁, 任万忠

  工业催化. 2019, 27(3): 66-70. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.03.013

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  在固定床反应装置上,采用YBD型Cr/Al₂O₃催化剂催化异丁烷脱氢,通过热分析技术研究结焦催化剂,考察反应条件对催化剂结焦量及焦性质的影响。结果表明,Cr/Al₂O₃催化剂对异丁烷脱氢有较好的催化活性,当反应温度580 ℃,空速800 h^-1时,异丁烷转化率60%以上,异丁烯选择性90%以上,异丁烯收率约60%。反应温度、空速以及异丁烯对结焦催化剂的焦含量有明显影响,当反应温度超过580 ℃,随着原料气中异丁烯含量的增加,催化剂的结焦量迅速增加。
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  烯烃选择性加氢脱炔催化剂SMT-342的研究及工业应用

  肖菲, 吴熠, 杜霞茹, 李宏涛, 侯蕾, 李楠, 刘振峰

  工业催化. 2019, 27(3): 71-74. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.03.014

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  针对聚烯烃生产过程中烯烃聚合前的脱炔烃净化,大连凯特利催化工程技术有限公司开发了加氢脱炔催化剂SMT-342。考察床层高径比、空速、压力等因素对SMT-342脱炔催化剂性能的影响。结果表明,在高径比2.56、反应压力0.5 MPa、空速5 000 h^-1条件下,出口反应气中乙炔体积分数小于1×10^-6。1 056 h稳定性测试表明该催化剂可以稳定、有效脱除烯烃中的炔烃,满足烯烃聚合工艺指标。SMT-342脱炔催化剂已在多种工业化装置上使用,现场运行数据表明该催化剂完全满足乙烯精馏分离前乙炔脱除要求。
精细化工与催化
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  环己烯臭氧化合成1,6-己二醛

  张明, 睢国慧

  工业催化. 2019, 27(3): 75-80. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2019.03.015

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  以环己烯为原料,采用Zn-CH₃COOH为还原剂,经臭氧氧化和还原分解得到1,6-己二醛。讨论溶剂种类、溶剂用量、反应温度、氧气流量、氧化反应时间、还原剂种类、还原分解时间、还原剂用量对环己烯臭氧化合成1,6-己二醛反应的影响。得到较佳反应条件(以0.05 mol 环己烯计)为:采用冰乙酸和1,2-二氯乙烷混合溶剂,冰乙酸6 g,1,2-二氯乙烷30 mL,臭氧化温度(0~5) ℃,O₂流量(100~200) mL·min^-1,臭氧化反应时间180 min,活化锌粉为还原剂,n(锌粉) ∶n(环己烯)=1∶1,还原分解时间60 min。在该反应条件下,重复实验三次,1,6-己二醛平均收率可达61.6%。