2021年, 第29卷, 第1期　刊出日期：2021-01-15

  

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综述与展望
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  加氢反应催化剂中银组分功能综述

  白旭峰, 任亭, 毛璟博, 李慎敏, 尹静梅, 周锦霞

  工业催化. 2021, 29(1): 1-6. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.01.001

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  贵金属中的廉价金属Ag以其独特的物理化学性质在催化领域发挥了重要作用。在加氢反应中,Ag自身是一种性能优异的催化剂加氢活性组分,其显著特性是对反应物分子中含有多种加氢活性位点或者从炔烃到烯烃的部分加氢反应,能够控制加氢程度,实现选择性加氢。Ag作为催化剂助剂组分,能够提高Pt、Au和Ni催化剂选择性加氢性能、催化活性或稳定性。此外,Ag作为助剂能够降低Cu、Ni催化剂的还原温度,甚至能免除催化剂预还原步骤,还能够抑制催化剂中金属组分在酸催化体系中析出。综述单金属Ag催化剂和含Ag多金属催化剂在加氢反应中的研究进展,重点阐述Ag作为主组分或者助剂在催化剂中发挥的特殊功能。
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  金属有机骨架用于CO₂的吸附和转化

  张传磊, 钱建磊

  工业催化. 2021, 29(1): 7-15. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.01.002

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  近年来,大气中CO₂的迅速增加威胁着人类社会和自然环境。通过催化剂将CO₂转化为高附加值化学品的碳转化技术是解决该问题的有效途径。金属有机骨架(metal-organic framework,MOF)是一种比表面积大,孔结构高度有序,拓扑类型多样,稳定性好的材料。MOF材料的特性使其具有广阔的应用前景,包括气体吸附、存储与分离,传感,药物传递,荧光和催化等。综述MOF用于CO₂吸附与转化的结构优势,包括柔性的骨架、路易斯活性位点、可调的孔径以及缺陷结构等。
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  二氧化钛光催化剂固载化研究进展

  徐丽亚, 周梦莹, 张峰, 陈小攀, 易佳玲, 黄瀚坤, 胡雨聪

  工业催化. 2021, 29(1): 16-22. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.01.003

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  二氧化钛固载后具有便于回收利用,可提高光催化活性等优点。主要介绍了溶胶-凝胶法、化学气相沉积、电沉积、粘结法等二氧化钛的固载方法,还讨论了玻璃、塑料、金属类、天然矿物类、吸附剂类、陶瓷类等多种二氧化钛的载体。
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  乙炔氢氯化反应贵金属无汞催化剂研究进展

  祝航, 吴广文, 王波, 杨尧

  工业催化. 2021, 29(1): 23-27. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.01.004

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  概述近年来国内外乙炔氢氯化反应贵金属无汞催化剂的研究进展,主要探讨了催化剂的活性组分、载体及其对催化活性的影响,简要介绍催化剂失活原因与再生手段。多种贵金属的协同催化、载体处理方法的多样化、制备过程的条件优化是贵金属无汞催化剂未来的发展方向。
催化剂制备与研究
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  整装式铝泡沫负载Pd催化剂Pd/AlOOH/Al-foam及其催化甲烷燃烧性能

  朱春山, 李金风, 张巧飞

  工业催化. 2021, 29(1): 28-37. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.01.005

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  以三维网络结构的铝泡沫板作为骨架基体和铝源,利用水热氧化法制备整装式拟薄水铝石(AlOOH/Al-foam)纳米阵列,随后通过丙酮辅助-初湿浸渍法,制备出整装式铝泡沫负载Pd催化剂Pd/AlOOH/Al-foam,用于低浓度甲烷催化燃烧反应。在制备条件优化过程中,发现催化剂性能受到纳米阵列的形貌特征、物相组成以及焙烧温度等因素的影响。其中,表面富含羟基的拟薄水铝石可促进Pd颗粒的均匀分散,也增强载体和Pd之间的相互作用,进而提高甲烷燃烧的低温活性。稳定性测试初期活性下降较快,主要原因是表层Al₂O₃纳米阵列载体和Pd 纳米颗粒自身的不稳定性导致的Pd颗粒烧结。
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  无机铝源合成有序介孔氧化铝的影响因素研究

  申志兵, 任朝阳, 吴晓辉, 刘峰, 梁生荣, 张君涛, 武瑞瑞

  工业催化. 2021, 29(1): 38-43. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.01.006

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  有序介孔氧化铝具有较大的比表面积、均匀且窄的孔径分布、有序的孔结构等特点,在多相催化反应及吸附分离过程中具有十分重要的应用价值,研究其合成及应用具有重要意义。以廉价的无机铝盐为铝源,结合模板剂,利用溶胶-凝胶法,通过改变模板剂的种类、老化时间和温度等影响因素,制备有序介孔氧化铝。采用多种测试技术对其结构进行表征,探讨不同反应条件对合成有序介孔氧化铝结构的影响规律。结果表明,以二正丙胺为模板剂,在40 ℃条件下老化48 h,可合成比表面积为324.80 m²·g^-1,孔容为0.62 cm³·g^-1,平均孔径为6.07 nm的介孔氧化铝,且孔径分布较窄,孔道有序性良好。
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  沉淀温度及pH值对Cu-Zn-Al-Mg甲醇合成催化剂性能的影响

  周菊发, 郑天平, 孙晨, 张可羡, 蔡洪城, 贺安平, 蒋莉萍, 钟红, 赵安民

  工业催化. 2021, 29(1): 44-49. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.01.007

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  采用两步共沉淀法制备了pH值7.0、沉淀温度分别为70 ℃、80 ℃、90 ℃及沉淀温度为70 ℃,pH值8.0的合成甲醇催化剂。考察了沉淀温度及pH值对催化剂性能的影响。采用X射线衍射、N₂吸附-脱附、同步热分析及H₂-程序升温还原对催化剂样品进行表征。结果表明,当沉淀pH值为7.0时,随着沉淀温度的降低,有利于前驱体中Zn²⁺取代率增加,有利于第一步形成锌铝水滑石结构的前驱体,有利于提高催化活性;略低的沉淀pH值可以提高催化剂的高温稳定性。
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  导向剂陈化时间及晶化温度对NaY分子筛质量的影响

  姜山, 李朝昕, 蔡智军

  工业催化. 2021, 29(1): 50-52. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.01.008

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  研究一种陈化时间短、有效性较高的导向剂,并以现有的工业原材料通过水热合成法在较高温度、一定压力下制备NaY分子筛。结果表明,陈化时间对导向剂的有效性具有显著影响,(16~24) h为最佳陈化时间。采用最佳陈化时间导向剂、在晶化温度(110~115) ℃条件下合成的NaY分子筛相对结晶度可达到91%。
石油化工与催化
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  柴油加氢精制剂失活研究

  张萍, 辛靖, 范文轩, 韩龙年

  工业催化. 2021, 29(1): 53-58. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.01.009

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  收集了某炼厂加氢裂化单元卸出的加氢精制催化剂,采用X射线衍射、X射线荧光光谱、硫-碳分析、热重分析、N₂吸附-脱附、扫描电镜等手段对催化剂进行表征。分析结果表明,该加氢精制催化剂失活的主要原因是催化剂的外表面沉积了大量的Si、P、Fe、Ca、As元素,沉积物覆盖催化剂表面、堵塞催化剂孔道,导致催化剂比表面积及孔容大幅下降,经再生过程也无法恢复活性,属永久性失活。在操作中应尽可能的避免原油中的杂质沉积在主催化剂上,从而减轻原油中的杂质对催化剂性能的影响。
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  Co-Mo/TiO₂-Al₂O₃废润滑油加氢精制催化剂研究

  袁岚, 吴鹏, 卞雯, 张芳, 吕宏安, 何观伟

  工业催化. 2021, 29(1): 59-62. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.01.010

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  制备Co-Mo/TiO₂-Al₂O₃催化剂并用于废润滑油加氢精制。结果表明,在反应温度340 ℃、反应压力7.0 MPa、体积空速1.2 h^-1、氢油体积比600∶1的反应条件下,加氢精制油品的粘度指数提高了21,S含量14.4 μg·g^-1,N含量8.0 μg·g^-1,Cl含量<0.1 μg·g^-1,色度0.4,收率96.5%。
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  两种催化裂化实验室评价装置的反应特性差异

  方文超

  工业催化. 2021, 29(1): 63-67. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.01.011

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  以大庆减压蜡油为原料,对比研究不同工艺条件下ACE装置和FFB装置的产物分布特点。结果表明,不同反应条件下,ACE装置与FFB装置的裂化反应产物分布规律及随着反应条件的变化规律较为相似,但又各具特征。从产物分布来看,FFB装置的反应转化率高于ACE装置,主要表现在气体和焦炭产率较高,汽油产率低。从汽油烃组成来看,FFB装置上汽油中异构烷烃含量高,烯烃含量低,导致产物分布和汽油性质差异的可能原因在于反应器内流化状态和反应环境的不同。
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  催化裂化再生烟气颗粒物浓度及粒度测量分析

  王国刚, 王振南, 张金庆, 孙志强

  工业催化. 2021, 29(1): 68-71. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.01.012

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  催化裂化再生烟气中颗粒物的浓度和粒度检测分析对于能量回收系统的正常运行是至关重要的。针对再生烟气高温带压的现场条件,预测流速法是非常合适的检测方法,通过对再生烟气的检测可以对三旋、烟机的运行情况做出一定的反馈和技术指导,保证设备的平稳运行。测定烟气中粉尘含量及粉尘粒度分布,并计算三旋分离效率。结果表明,三旋入口催化剂的标况下湿基浓度为1 025 mg·Nm^-3,Dv(50)=29.713 μm ,出口催化剂标况下湿基浓度为309 mg·Nm^-3,Dv(50)=2.660 μm,三旋总分离效率为69.85%。
精细化工与催化
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  N-乙基哌嗪合成催化剂及工艺

  高明明, 程杰, 张力, 林涛, 赵卓然, 张炳亮, 万克柔

  工业催化. 2021, 29(1): 72-76. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.01.013

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  采用共沉淀法制备CuZnAl复合催化剂,借助N₂吸附-脱附、TG-DTA、XRD和H₂-TPR对催化剂进行表征分析,在固定床反应器中考察反应条件对催化剂性能的影响以及在优选条件下的催化剂活性稳定性。结果表明,CuZnAl复合催化剂具有介孔特征,比表面积和孔径较大,前驱体经500 ℃活化,阴离子基团分解完全,晶体成型,热稳定性好,主活性组分以CuO和CuAl₂O₄尖晶石形式存在,250 ℃条件下经H₂还原为活性相Cu⁰粒子。合成N-乙基哌嗪的适宜条件为:反应温度180 ℃,反应压力2.5 MPa,空速0.5 h^-1,在此条件下连续运行32 d,哌嗪转化率大于85%,N-乙基哌嗪选择性大于95%。
环境保护与催化
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  硅锰炉尾气净化脱硫催化剂研究

  李楠, 肖峰, 杜霞茹, 肖菲, 李宏涛

  工业催化. 2021, 29(1): 77-80. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2021.01.014

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  大连凯特利催化工程技术有限公司针对富含CO工业尾气中硫化物的脱除进行研究,改进原有脱硫剂,开发出一步法催化氧化脱硫剂S-8419,用于硅锰炉尾气、电石炉尾气等富含CO工业尾气中的复杂硫化物的一步脱除。通过模拟硅锰炉尾气研究入口硫浓度、空速、温度、湿度等对脱硫剂性能的影响。结果表明,在总硫体积分数1×10^-3,空速200 h^-1,反应温度50 ℃,增湿温度25 ℃时,S-8419脱硫剂的穿透硫容达到10.82%。在3个月的锰石炉硅锰炉尾气工业侧线实验中,S-8419脱硫剂的脱硫效果完全满足净化指标。