锰系催化剂上湿天然气中乙烷氧化脱氢

在Ｍｎ２Ｏ３／ＳｉＯ２催化剂上,当总空速为２０００ｈ－１,ｎ（Ｃ２Ｈ６）／ｎ（Ｏ２）＝１,反应温度为７５０℃时,乙烷生成乙烯的收率达４５７６％;温度为８８０℃时,乙烯收率为６１４３％。添加水蒸汽可使催化剂活性稳定。根据该反应的宏观动力学研究,推出动力学方程为ｒＣ２Ｈ４＝ｋｐ２Ｃ２Ｈ６,并对反应机理进行了讨论。     

ABO_3钙钛矿复合氧化物催化剂上甲烷和乙烷选择氧化制乙烯

研究了钙钛矿复合氧化物ＣａＴｉｌ－ ｘＬｉｘＯ３ － δ催化剂用于炼厂干气中甲烷和乙烷选择氧化制乙烯的催化性能。通过加入ＭｎＣＯ３ 和负载Ｐｔ 改善催化性能,并考察了空速和催化剂装填量的影响。结果表明ＣａＴｉ０－８Ｌｉ ０－２Ｏ３ － δ中加入质量分数为３０ ％ 的ＭｎＣＯ３ ,在７７５ ℃甲烷和乙烷的转化率略有增加的同时乙烯的选择性增加１０ ％ 以上,乙烯收率可达５５ ％ 。３０ ％ ＭｎＣＯ３／ＣａＴｉ０－８Ｌｉ０－２Ｏ３ － δ催化剂再负载质量分数为０－２ ％ 的Ｐｔ 可进一步提高乙烯选择性,最佳乙烯收率可达６３ ％ 。单纯甲烷氧化偶联和单纯乙烷氧化脱氢试验表明,ＭｎＣＯ３ 的加入可以提高甲烷氧化偶联反应中甲烷的转化率和乙烷氧化脱氢反应中乙烯的选择性。     

改性CaTi_(0.9)Li_(0.1)O_3上乙烷催化氧化脱氢制乙烯的研究

ＣａＴｉ０９Ｌｉ０１Ｏ３催化剂中添加ＣｅＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＮｉＯ等金属氧化物可不同程度地改进催化剂性能,其中以ＮｉＯ／ＣａＴｉ０９Ｌｉ０１Ｏ３催化剂性能最佳,乙烯收率在７７５℃比ＣａＴｉ０９Ｌｉ０１Ｏ３作催化剂提高１２２％,适当控制反应条件,可使７７５℃的乙烷转化率达５５２％,乙烯选择性为７３％。ＮｉＯ／ＣａＴｉ０９Ｌｉ０１Ｏ３催化剂的最佳ＮｉＯ含量为３０％,最佳焙烧温度为８００℃,催化剂上乙烷氧化脱氢适宜的反应条件为,反应温度７７５～８００℃,Ｖ（Ｃ２Ｈ６）／Ｖ（Ｏ２）＝１７～２,原料气空速为（２～３）×１０４ｈ－１,原料气中惰性气体含量为２０％～５０％。     

天然气中甲烷和乙烷直接转化制乙烯

天然气中的甲烷和乙烷可以同时在Ｎａ２ＷＯ４－Ｍｎ／ＳｉＯ２催化剂上得到活化生成乙烯。在甲烷转化率为２０％时，原料甲烷氧化偶联反应生成Ｃ２＋的选择性为～８０％，原料乙烷反应的转化率为～８５％，选择性为～７０％。     

用NC-Ⅲ型催化剂合成间苯二腈

研究了氧比、氨比、反应温度、线速度及负荷对氨氧化制间苯二腈的ＮＣ－ Ⅲ催化剂性能的影响。在ｎ（ 间二甲苯）／ ｎ（ 氨）／ ｎ（ 氧） ＝ １／（６ ～８）／８ 、温度４１５ ～４２５ ℃、线速度０－２ ｍ／ｓ、负荷６０ ～９０ ｇ／（Ｌ·ｈ） 条件下,间苯二腈的摩尔收率达７８ ％ 。研究表明,ＮＣ－ Ⅲ催化剂适用于低氨比、高负荷条件下操作,是氨氧化制间苯二腈高性能的催化剂,可适用于间苯二腈生产装置。     

乙烷与CO2反应制乙烯催化剂研究

以ＣＯ２与乙烷的主要反应热力学为基础,研制出Ｃｒ／Ｓｉ－２和Ｆｅ－Ｍｎ／Ｓｉ－２两种催化反应性能较好的催化得到乙烷转化率６９％,乙烯选择性９３％,乙烯单程收率５７％的好结果,并显示出很好的催化反应稳定性,将所研制的催化剂进行放大制备,可直接应用于催化裂化尾气中乙烷与ＣＯ２反应制乙烯,取得好的结果。     

炼油厂干气选择氧化制乙烯MnOx系列催化剂的研究

在实验室研究了ＭｎＯｘ 系列催化剂的干气选择氧化制乙烯的性能,考察了担载碱金属元素Ｋ、Ｌｉ及不同Ｌｉ盐对其性能的影响。结果表明,在８００ ℃时, ＭｎＯｘ 担载ＬｉＣｌ的催化剂乙烷转化率为７６．２％ ,甲烷表观转化率为２．５％ ,乙烯选择性为８２．９％ ,乙烯收率达６５．２％ ; ＭｎＯｘ 担载Ｌｉ２ ＳＯ４ 的催化剂乙烷转化率为８１．９％ ,乙烯选择性为７２．５％ ,乙烯收率为５９．４％ 。ＸＲＤ结果表明,ＭｎＯｘ 系列催化剂反应前主要是Ｍｎ２Ｏ３ ,反应后全部或部分被还原成ＭｎＯ。     

Cr系催化剂上二氧化碳氧化乙烷脱氧制乙烯反应的研究

考察了SiO2,活性炭（AC）担载金属氧化物催化剂上二氧化碳氧化乙烷脱氢制乙烯的反应性能,表明Cr2O3是最佳的金属活性组分,具有较好的二氧化碳氧化乙烷脱氢制乙烯反应性能。在823－923K温度下,6Cr/SiO2和6Cr/AC催化剂的乙烷转化率分别为12．0％－32．1％和8．5％－29．2％,乙烯选择性分别为85．2％－77．3％和87．5％－69．6％,考察6Cr/SiO2和6Cr/AC催化剂表面CO2对乙烷脱氢的作用表明,CO2在参与乙烷脱氢反应过程中,有利于提高乙烷转化率和乙烯产率,同时对反应过程中产生的积炭具有抑制作用。     

甲烷和乙烷共同转化制乙烯的研究

甲烷和乙烷可以同时在Ｗ－Ｍｎ／ＳｉＯ２催化剂上得到活化生成乙烯。原料乙烷和甲烷体积比在０．１１～０．２５的范围内，当甲烷转化率为２０％左右时，共进料反应产物中乙烯体积浓度为８％～１２％，达到炼油厂催化裂化干气中乙烯的浓度。     

乙烷和C1—C2混合气中乙烷氧化脱氢制乙烯

对纯乙烷和Ｃ１－Ｃ２混合气中乙烷氧脱氢制乙烯从催化剂、反应工艺条件、反应动力学及反应机理等几个方面进行了比较。指出二者的催化剂体系分为以下几类：（１）碱金属和碱土金属氧化物,（２）过渡金属氧化物,（３）稀土金属氧化物等。     

纳米La_2O_3催化剂上低温甲烷氧化偶联和乙烷氧化脱氢

采用沉淀法制备了纳米La2O3催化剂,并考察了该催化剂对甲烷氧化偶联和乙烷氧化脱氢反应的催化性能。实验结果表明,对于甲烷氧化偶联反应,在450℃、气态空速(GHSV)=7.5L/(g.h)、n(CH4)∶n(O2)=3.0的条件下,甲烷转化率和C2烃收率分别达到26.6%和10.8%,比商品化的La2O3催化剂的启动温度低100℃,具有较好的低温甲烷氧化偶联反应性能;对于乙烷氧化脱氢反应,在450℃、GHSV=10L/(g.h)、n(C2H6)∶n(O2)∶n(N2)=1∶1∶4的条件下,乙烷转化率和乙烯收率分别为49.1%和25.9%,明显优于商品化的La2O3催化剂。对纳米La2O3催化剂的表征结果显示,沉淀法制备的纳米La2O3催化剂颗粒较小(粒径30~50nm)、比表面积较大(12.0m2/g),具有较强的吸附O2能力,因此能在较低温度下活化甲烷和乙烷,具有较好的低温催化性能。     

乙烷与CO_2反应制乙烯催化剂研究——催化剂稳定性和再生性能考察

优化乙烷与二氧化碳反应制乙烯的反应条件 ,考察反应条件对K Fe Mn/Si 2催化剂反应制乙烯性能的影响 ;并在 80 0℃、0 1MPa、1 0 0 0h-1、V(C2 H6 ) /V(CO2 ) /V(H2 O) =1 / 1 / 0 5的反应条件下 ,进行了K Fe Mn/Si 2和K Cr Mn/Si 2催化剂的寿命考察 ,表明K Fe Mn/Si 2催化剂具有很好的乙烷与二氧化碳反应稳定性 ,K Cr Mn/Si 2催化剂的反应稳定性较差 ;通过对催化剂再生性能的考察 ,发现K Fe Mn/Si 2催化剂具有很好的再生性能 ,而积炭的K Cr Mn/Si 2催化剂较难再生。     

炼厂干气中的乙烷氧化裂解制乙烯

对炼厂干气中乙烷氧化裂解制乙烯的反应条件和反应管结构参数进行了系统考察 ,结果表明 :随反应温度增加 ,乙烷转化率逐渐增加 ,乙烯选择性则随温度先增加后下降 ,75 0℃达到最大值。最适宜的反应条件为 :温度 80 0℃ ,原料气配比约为V(炼厂干气 ) /V(O2 ) =6 5 ;原料气停留时间为 3 1s;原料气中的乙烯含量应控制在 1 %以内。适当控制反应条件 ,可使 80 0℃时的乙烷转化率、乙烯选择性和乙烯收率分别达到 86 8%、6 2 5 %和 5 4 3%。     

丙烷均相氧化脱氢及反应动力学模拟

在不锈钢连续流动反应器内进行丙烷均相氧化脱氢的小型试验。丙烷转化率５５％～７５％时，主要产物Ｃ３Ｈ６、Ｃ２Ｈ４、ＣＨ４及ＣＯｘ（ＣＯ＋ＣＯ２）收率（按丙烷）分别为１７％～１９％、１９％～２８％、８％～１４％及１０％～１４％及约２．５％的乙烷。得出了符合本试验条件的以自由基反应机理为基础的动力学模型。用模型计算得的产物收率与试验结果吻合甚好。以丙烯收率为目标函数，对反应条件做了优化，得丙烯最高收率及相应的乙烯收率分别为２２％及３６％，丙烷转化率为８８．５％。反应条件为：温度８７０Ｋ（恒温），Ｏ２／Ｃ０３值０．４４，停留时间１．７ｓ。     

乙烷氧化脱氢反应产物的气相色谱分析

建立了乙烷氧化脱氢制乙烯原料气及反应产物的气相色谱分析方法。反应样品包括七种组分（Ｏ２,Ｎ２,ＣＨ４,Ｃ２Ｈ４,Ｃ２Ｈ６）,在一根色谱柱上不能得到很好的分离,该法改装色谱气路。将两极色谱柱并联,使用两个串联的热导池,获得了满意的分离,重现性好。该方法定量准确、简便迅速。     

乙烷在煤焦及石英砂床层上的裂解实验

采用小型石英管固定床反应装置,在850～1000℃下,对空床、煤焦及石英砂床层上的乙烷裂解进行了研究,并采用扫描电子显微镜和 BET 法对反应前后的煤焦进行表征。实验结果表明,乙烷裂解产物包括氖气、甲烷、乙烯和积碳;反应温度越高,裂解越完全,生成的氢气越多;850～1000℃时,反应达到稳态后乙烷在空床、煤焦和石英砂床层上裂解的转化率及产物收率接近,乙烷转化率在95%以上,说明反应温度高于850℃时,乙烷无需催化剂和反应表面即能接近完全裂解。乙烷在新鲜煤焦床层上的裂解更为彻底,但随反应的进行,沉积的积碳使煤焦逐渐失去催化活性,乙烷裂解时更易生成甲烷和乙烯。     

丁二烯调聚经甲辛醚制1-辛烯

丁二烯与甲醇经调聚反应生成2,7-辛二烯甲醚,加氢精制后得到的甲辛醚在γ-Al2O3催化剂作用下裂解生成1-辛烯。在一定的调聚反应条件下,2,7-辛二烯甲醚的精馏收率不小于88%(纯度不小于99%)。以Pd/C为加氢催化剂,2,7-辛二烯甲醚转化率及甲辛醚选择性均达100%。采用γ-Al2O3对甲辛醚裂解制1-辛烯的过程进行考察,结果表明,催化剂的催化性能除与酸强度有关外,与其结构有密切关系,具有较大的孔径和比表面积的γ-Al2O3催化剂是甲辛醚催化裂解的较佳催化剂,高的催化选择性需要较弱的酸中心和较大的孔径。在甲辛醚进料空速1～3h-1、反应温度280～330℃的条件下,甲辛醚单程转化率94%～96%,1-辛烯选择性87%左右,单程收率83%。     

6Cr/SiO_2催化剂上CO_2氧化乙烷脱氢制乙烯反应的研究

在常压固定床微反反应器上 ,对CO2 氧化乙烷脱氢制乙烯反应催化剂进行了评价。通过对载体及活性组份的筛选 ,发现 6Cr/SiO2 催化剂具有较佳的催化反应性能。温度在 82 3～ 92 3K之间 ,该催化剂的乙烷转化率和乙烯选择性分别为1 2 1 %～ 3 2 1 %和 85 2 %～ 77 3 %。增加V(CO2 ) /V(C2 H6 ) ,有利于提高乙烷转化率和乙烯产率 ,随V(CO2 ) /V(C2 H6 )从1 0增加到 4 0 ,乙烷转化率从 3 1 2 %增加到 49 1 % ,乙烯产率从 2 4 8%增加到 3 5 1 %。另外 ,考察了Cr担载在不同载体上CO2 对乙烷脱氢的作用。对于 6Cr/SiO2 和 6Cr/AC催化剂 ,CO2 对乙烷脱氢起促进作用 ,而对于 6Cr/MCM41和 6Cr/Al2 O3催化剂 ,CO2 对乙烷脱氢却起抑制作用。对 6Cr/SiO2 催化剂上CO2 氧化乙烷脱氢制乙烯反应的再生实验也进行了探讨。结果表明 ,在 92 3K下反应后的催化剂用O2 可完全再生 ,而用CO2 则不能完全再生。