期刊信息
主  编:谢在库
执行主编:
杨为民 阳永荣
副  主 编:
吴德荣 周兴贵
     胡晓萍(常务)
 
2019年 35卷 4期
刊出日期:2019-08-25

研究论文
综述
 

      研究论文
张婷婷,刘忠贤,朱卡克,周兴贵
甲烷干重整反应中CoxSnyNi7.5-x-yMg92.5O催化剂的抗积炭性能及其动力学
2019 Vol. 35 (4): 289-295
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针对甲烷干重整反应中催化剂易积炭的问题,通过甲醇溶剂热的方法制备了以CoxSnyNi7.5-x-yMg92.5(OH)(OCH3)为单一前驱体的CoxSnyNi7.5-x-yMg92.5O系列催化剂,对其进行了抗积炭性能及反应动力学的研究,探讨了Co-Sn双助剂的作用及其抗积炭性能。在800 的反应条件下进行了催化性能考评,研究发现,Co0.075SnxNi7.425-xMg92.5O系列催化剂可保持高活性、高稳定性长达100 h。动力学研究表明,以Co0.075SnxNi7.425-xMg92.5O为催化剂,CH4CO2重整反应是CH41级反应,CO20级反应,Co能够降低反应活化能,Sn能够提高反应活化能。Sn可降低甲烷裂解速率和积炭生成速率,Co能够提高催化剂表面炭物种的气化速率。CoSn双助剂的引入能够同时大幅度降低可气化积炭和顽固性积炭的含量。因此,CoSn双助剂催化剂对于CH4-CO2重整反应催化剂的设计和应用具有很大的潜在价值。

汪 超1,张 衡2,李 平2,金国杰1
沉积沉淀法制备氧化钼纳米带负载的钼酸铁催化剂
2019 Vol. 35 (4): 296-305
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在Fe2(MoO4)3/MoO3异质负载结构的基础上,为进一步调变负载Fe2(MoO4)3的尺寸,强化Fe2(MoO4)3与MoO3的接触,采用沉积沉淀法在MoO3纳米带上载铁,并进一步焙烧形成钼酸铁催化剂。通过ICP原子发射光谱(ICP-AES)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、N2物理吸附和扫描电子显微镜(SEM)等手段表征了催化剂的组成、结构和形貌特征,评价了催化剂在甲醇氧化制甲醛反应中的性能。结果表明:沉积沉淀法制备的催化剂以Fe2(MoO4)3和MoO3为主要成分,且Fe2(MoO4)3微粒呈群岛状密布于MoO3纳米带表面,不同于浸渍方法形成的聚团状Fe2(MoO4)3。沉积沉淀法催化剂在反应中表现出显著的高活性和较好的甲醛选择性。进一步研究表明沉淀过程的终点pH值对催化剂的组成和形貌有显著影响。提高终点pH值可以增加催化剂中的Fe2(MoO4)3,提高催化剂活性,但可能导致副产一氧化碳增加,最优的选择性对应沉淀终点pH值在2.5~3.0。以此得出结论:减小Fe2(MoO4)3微粒的尺寸并且令其与MoO3紧密接触的结构特征有利于改善铁钼催化剂的性能。
郑广宗,何 茜,安华良,赵新强,王延吉
TiO2催化正丁醛自缩合反应机理
2019 Vol. 35 (4): 305-324
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为明晰锐钛矿TiO2催化正丁醛自缩合反应机理,采用原位反应红外分析和探针分子中毒催化剂酸碱活性位相结合的方法对酸碱活性位的作用进行了研究。气态正丁醛在TiO2表面的吸附及物种变化结果表明,正丁醛分别通过Ti-OH和Ti4+两种活性位吸附在TiO2表面,进而发生羟醛缩合反应。分别采用NH3和CO2 作为探针分子中毒TiO2的酸碱活性位,并评价中毒后催化剂对正丁醛自缩合反应的催化效果,发现TiO2的酸性位起主要催化作用,而碱性位会促进副反应发生。在此基础上,提出了锐钛矿TiO2催化正丁醛自缩合的反应机理。
李经球1,2,3,石张平3,孙承林1,孔德金3
分子筛负载铂催化剂上四氢萘加氢裂解反应行为
2019 Vol. 35 (4): 315-324
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四氢萘是多环芳烃加氢转化的产物或者中间体,其加氢裂解行为和规律的研究在重芳烃转化和脱除领域有着重要的意义。采用等体积浸渍法制备得到了氧化铝负载贵金属(Pt,Ir和Pd)催化剂和酸性分子筛(MOR和ZSM-5)负载铂双功能催化剂,考察了它们催化四氢萘加氢裂解的反应行为。氧化铝为载体时金属催化剂表面主要发生加氢及脱氢反应,其中金属Pt表现出最高的加氢和脱氢活性。双功能催化剂上四氢萘发生加氢裂化、异构化、氢转移及烷基化等复杂反应,金属Pt通过氢溢流作用提高了分子筛Br?nsted酸活性从而提高催化剂加氢裂解活性和选择性,但过量金属Pt会加剧苯环加氢而不利于单环芳烃的生成。分子筛孔道的限域作用对四氢萘的反应活性及产物分布有重要影响,相比Pt/ZSM-5催化剂,Pt/MOR表现出更高的裂解活性及异构化选择性。Pt/MOR催化剂上四氢萘加氢裂解主要通过异构-裂解路径进行,异构化活性及异构体构型决定了裂解活性及产物的分布。
赵 多1,2,曹约强1,刘仲能2,周兴贵1,袁渭康1
Ni-B/Al2O3催化1-辛炔选择性加氢反应
2019 Vol. 35 (4): 325-333
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采用硼氢化钾还原方法制备了Ni-B/Al2O3催化剂,并与传统高温加氢还原法制备的Ni/Al2O3催化剂进行对比。通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)及X射线光电子能谱(XPS)等方法对催化剂结构和性质进行表征,并对催化剂进行1-辛炔加氢性能考评。结果表明,由于硼氢化钾还原能力较弱,Ni-B/Al2O3催化剂表面Ni0含量小于氢气还原的催化剂,但是其活性金属粒径更小,因而加氢反应活性仍与Ni/Al2O3相近。此外,Ni-B/Al2O3催化剂中Ni处于富电子状态,减弱了1-辛烯的吸附,显著提高了1-辛烯选择性。在1-辛炔转化率为99%时,1-辛烯选择性仍高达91%。
陈慧君1,李青连1,陈 帅2,王建成1,韩丽娜3,常丽萍1,鲍卫仁1
氧化铈改性Pd/Fe3O4吸附剂脱汞性能研究
2019 Vol. 35 (4): 334-341
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氨基化的磁性Fe3O4纳米颗粒负载贵金属Pd制备的Pd/Fe3O4吸附剂具有良好的汞脱除性能,且容易分离再生。但煤气中的H2S气体对Pd有较强的毒化作用,而氧化铈在还原性气体环境中具有脱除H2S的能力,因此引入一定量的氧化铈制得Pd-CeO2/Fe3O4吸附剂有望提高该吸附剂的抗硫性和脱汞性能。考察了 200 ℃下不同氧化铈含量和煤气气氛(N2-H2S-CO-H2)对Pd-CeO2/Fe3O4吸附剂脱汞性能的影响和吸附剂的再生性能,结合N2物理吸附、透射电镜(TEM)、电感耦合等离子体-原子发射光谱仪(ICP-OES)和X射线光电子能谱(XPS)等一系列表征分析,探究了该吸附剂的脱汞机理。结果表明,当CeO2/Fe3O4(质量比)为0.2时,制备的吸附剂在200 ℃,N2气氛下具有较好的脱汞活性,且多次再生后仍有较稳定的汞脱除能力。因此,CeO2的引入可以缓解H2S对Pd的毒化作用,进而提高吸附剂的脱汞活性。
陈 亮,张 杰
过氧化二异丙苯在乙醇和水中溶解度的测定与关联
2019 Vol. 35 (4): 342-348
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冷却结晶法生产过氧化二异丙苯时,经常存在细粉多、晶体聚结和大颗粒晶体产率低等产品质量问题,其根本原因是缺乏准确的溶解度数据,无法对冷却结晶过程进行有效地控制。采用平衡法测定了274.65~303.65 K(1.5~30.5 ℃)过氧化二异丙苯在不同比例乙醇-水混合溶剂中的溶解度,并用Van’t Hoff方程、Apelblat方程和λh方程对实验数据进行关联。结果表明:过氧化二异丙苯在不同比例乙醇-水混合溶剂中的溶解度随着温度的升高而增加;乙醇是良溶剂,在纯乙醇中溶解度最大;水是不良溶剂,溶解度随着水的比例增加而减小。上述3种模型都可用于关联过氧化二异丙苯的溶解度与温度的关系,相关系数(R2)均在0.98以上,当水的比例较小时(0%~5%,质量百分比),λh方程的关联效果最好,当水的比例较大时(10%~20%),Apelblat方程的关联效果最好。实验得到的溶解度数据和关联结果对过氧化二异丙苯结晶工艺的优化具有非常重要的意义。
吕世军
纳滤膜技术用于正己烷脱蜡的可行性探讨
2019 Vol. 35 (4): 349-353
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淤浆聚乙烯技术生产过程中存在着溶剂脱蜡的问题。目前常用的溶剂脱蜡工艺为离心固液分离后蒸汽加热气化溶剂正己烷,但这种工艺会造成较大的能源消耗。为降低成本,提出了一种膜分离技术应用于淤浆聚乙烯中溶剂的脱蜡,并基于理论分析与实验证明了这种技术的可行性。结果表明,国产的聚酰胺(PA)复合膜和聚醚砜(PES)膜对石蜡实现了高截留率,分别为95.8%和96.4%。同时溶剂渗透通量分别为18.6和16.3 L/(m2·h),并且,膜材料较好的长期操作稳定性和耐清洗能力,使膜分离技术在淤浆聚乙烯中溶剂脱蜡中的实际应用得到保证。
张 曦
SEB-12低苯烯比稀乙烯制乙苯催化剂工业应用的经济性分析
2019 Vol. 35 (4): 354-357
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SEB-08催化剂对催化苯和稀乙烯烷基化制乙苯具有活性和乙基选择性高、产品中二甲苯含量低和再生周期长等优点。为了进一步节能降耗,中石化上海石油化工研究院研发了适合在低苯烯比条件下运行的SEB-12催化剂。本文介绍了SEB-12催化剂的工业应用试验情况,特别是对其经济性进行分析。结果表明,SEB-12催化剂在将苯烯比从6.0~7.0降至5.0~5.2后,仍保持高乙烯转化率、乙基选择性和长再生周期。使用SEB-12催化剂后,生产每吨乙苯所需的燃气使用量平均可降低0.013 t,折合每吨乙苯的成本降低65元,累积年降低成本549.2万元。
王修纲1,2,3,郭潞阳1,2,叶晓峰1,2,路庆华3,曹育才1,2
淤浆聚合釜中三种桨型固液分散性能的比较
2019 Vol. 35 (4): 358-367
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为考察淤浆聚合釜桨叶形式及转速对釜内液固分散性能的影响,建立了锥形釜体内锚式桨、螺带桨和斜叶桨的固液分散计算流体力学(CFD)模型和冷模实验。3种桨型的模拟扭矩与实验值平均误差在10%以内,模拟所得浓度场与摄像实验所得的固含率分布规律一致,模拟结果较为可靠。研究结果表明:搅拌功率随转速增大而增加,相同转速下三者功耗从大到小的顺序为锚式桨、螺带桨和斜叶桨;相同雷诺数(Re)下三者固液功率准数从大到小的顺序为斜叶桨、螺带桨和锚式桨;达到相同的浓度场方差的功耗从大到小的顺序为锚式桨、螺带桨和斜叶桨。以特征线上浓度分布行为判定,3种桨型均存在混合程度的临界转速;以浓度场方差为量化指标,3种桨型均存在最优固液分散转速。结合两者,锚式桨的实际操作转速推荐范围为120~480 r/min,螺带桨为240~600 r/min,斜叶桨为120~600 r/min。
      综述
周建华
炼化副产稠环芳烃资源化工型利用的技术策略
2019 Vol. 35 (4): 368-374
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近年来,我国的炼油、芳烃和烯烃产业正发生深刻的变化,炼油工业也从大量生产清洁燃料逐步转型为兼产基础化工原料。本工作分析了传统炼油型方案加工催化柴油(LCO)等劣质资源的技术现状,指出稠环芳烃资源化工型利用是助力传统炼厂向化工转型和提质增效的有效途径,可低成本生产芳烃和烯烃等化工原料。在提出化工型转化方案必须满足的五项标准的基础上,重点讨论了可实现联合副产稠环芳烃资源化工型利用的催化剂和工艺技术策略。不同于炼油型加氢裂化催化剂,建议采用低空间指数沸石开发化工型加氢裂化催化剂,提高芳烃产品收率和纯度。为消除加氢精制过程生成的氨对沸石酸性中心的抑制作用,建议采用加氢精制-选择转化两段转化工艺方案。结合化工型加氢裂化催化剂和两段转化工艺方案,能够实现稠环芳烃资源的高效化工利用,轻质芳烃的质量收率大于45%,二甲苯纯度大于98.7%,碳九、碳十重芳烃满足芳烃装置进料要求,联产的饱和轻烃产品和乙烷满足蒸汽裂解装置进料要求。
卜婷婷,李修仪,周金波,董炳利,黄剑锋,马艳捷
碳四烯烃齐聚催化剂研究进展
2019 Vol. 35 (4): 375-384
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综述了碳四烯烃齐聚反应中各类齐聚催化剂的研究进展情况,介绍了不同催化剂上碳四烯烃齐聚反应的机理,并对齐聚催化剂的发展方向进行了展望。开发出性能更加优异的催化剂,特别是通过对催化剂的微观结构和宏观性能的设计和调整,提高催化剂的活性、选择性和稳定性等性能,是今后的主要研究方向,同时,开发资源利用率高、低投资和低生产成本的碳四烯烃齐聚工艺也非常关键。
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