异丁烷氧化脱氢制异丁烯催化剂研究进展

异丁烯市场的迅猛发展,促使异丁烷氧化脱氢制异丁烯技术得以重视,商业化的Pt基和CrO_x基催化剂存在的不足,使得对新型脱氢催化剂的研究开发成为热点。本文简述了异丁烯市场及发展前景,概述了异丁烷氧化脱氢制异丁烯技术的发展现状,综述了目前文献广泛报道的异丁烷氧化脱氢制异丁烯催化剂的类型(包括MoO_x基、VO_x基、In_2O_3基、Ni基催化剂和单原子催化剂)、活性物种及研究方向,并分析了上述催化剂的优缺点。分析发现,金属氧化物催化剂制备方法传统易行,但产物烯烃收率和稳定性等方面仍待提高,与之相比,单原子催化剂只含有一种活性金属原子,降低了金属负载量的同时提高了其利用率,具有巨大的研究前景。制备方法和实际应用性是未来单原子催化剂的研究重点。     

异丁烷催化脱氢制异丁烯

正产品和技术简介:用于异丁烷催化脱氢制异丁烯的催化剂性能已经满足工业级需求。所研制的催化剂具有催化活性高、选择性高、抗积碳性能突出、高空速等优点。具体性能如下:(1)该催化剂在异丁烷催化脱氢反应中表现出良好的活性、选择性,同时可以适用于不同正异比混合碳四烷烃的脱氢,其脱     

原料中杂质对异丁烷脱氢Pt-Sn-K/Al2O3催化剂性能的影响

采用固定床法考察了原料异丁烷中乙硫醇、甲醇、正丁烷和1-丁烯等杂质对Pt-Sn-K/Al₂O₃催化剂上异丁烷脱氢制异丁烯反应性能影响,反应产物使用气相色谱进行分析.实验结果表明,在异丁烷脱氢制异丁烯正常反应条件下,即温度580℃、压力0.1MPa、进料组成H₂/i-C₄H₁₀(体积比)= 2、总空速GHSV = 2000h^-1、GHSV(i-C4H10)= 667h^-1,乙硫醇、甲醇、正丁烷和1-丁烯对Pt-Sn-K/Al₂O₃催化剂的异丁烷转化率和异丁烯选择性均有较大的影响,且杂质含量越高,对催化剂的转化率和选择性影响越大.并对杂质造成催化剂失活的原因进行了分析.     

改性VOx/MSU-1催化剂上CO2氧化异丁烷脱氢反应

以MSU-1为载体制备了一系列改性的VOx/MSU-1催化剂,并在CO2氧化异丁烷脱氢制异丁烯的反应中评价了催化剂的性能,发现稀土元素La、Ce的加入能提高催化剂的活性。采用XRD、H2-TPR及NH3-TPD方法对催化剂La2O3-VOx/MSU-1进行了深入的表征,发现La2O3的加入提高了载体MSU-1上活性组分VOx的分散度,同时也改善了催化剂表面的酸碱性,更加有利于异丁烷氧化脱氢反应的进行。优化了反应条件,在最佳反应条件下,异丁烷的转化率为63.6%,异丁烯的产率为52.3%。最后,通过8 h的稳定性实验,发现与VOx/MSU-1相比,催化剂La2O3-VOx/MSU-1具有更好的催化稳定性。     

丁烷脱氢工艺及催化剂研究进展

C₄烯烃作为石油化工和聚合物行业的基础原料被广泛用于合成橡胶、塑料和特种燃料等的生产。由低碳烷烃向C₄烯烃的转化,不仅可以有效缓解我国低碳烯烃紧缺的难题,而且可以大大提升低碳烷烃的附加值。综述近年来国内外丁烷催化脱氢的技术现状与研究进展,重点论述正丁烷脱氢反应的机理、催化剂活性组分、载体及助剂对催化脱氢性能的影响,概述脱氢催化剂的失活原因,并对丁烷脱氢催化剂的研究前景进行展望。     

丙烷脱氢制丙烯催化剂的研究进展

丙烷脱氢产业的迅猛发展亟需研发新一代高性能催化剂。本综述阐述了近年来新型负载型Pt纳米簇、金属氧化物和碳材料在丙烷脱氢反应中的研究进展。文章指出：Pt纳米簇的分散性和稳定性是决定其脱氢性能的关键因素;通过发展新合成技术和调节载体性质能改进其催化活性。金属氧化物中不饱和金属阳离子是脱氢反应的活性位点;调节载体的性质、优化制备方法以及结构掺杂都可显著提高其催化活性。碳材料中的含氧官能团被认为是丙烷脱氢反应的活性中心;对碳材料的比表面积、孔道性质及含氧官能团的数量等参数进行合理调控,能改善其催化性能。最后,文章提出未来的研究将重点解决Pt纳米簇的抗烧结性能弱、氧化物的本征活性低、碳材料高温稳定性差的问题,实现该领域的重大突破。     

VO_x/SBA-16催化CO_2氧化乙苯脱氢性能

采用等体积浸渍法制备了不同钒负载量的VOx/SBA-16催化剂,通过XRD、N_2吸附、H_2-TPR和TGA表征和催化剂性能评价,研究了VO_x/SBA-16催化剂对CO_2氧化乙苯脱氢制苯乙烯的催化性能。结果表明,VO_x/SBA-16催化剂具有良好的乙苯脱氢活性,钒负载量为1.2 mmol/g的催化剂活性最佳,乙苯转化率可达57.6%,苯乙烯选择性98.6%。VO_x/SBA-16催化剂上的乙苯脱氢活性和稳定性明显高于VO_x/MCM-41,是由于SBA-16载体畅通的三维孔道结构更有利于钒物种的高度分散和反应介质的扩散,提高了催化剂的可还原性能,减缓了积炭的生成。     

VO_x/SBA-16催化CO_2氧化乙苯脱氢性能

采用等体积浸渍法制备了不同钒负载量的VOx/SBA-16催化剂,通过XRD、N_2吸附、H_2-TPR和TGA表征和催化剂性能评价,研究了VO_x/SBA-16催化剂对CO_2氧化乙苯脱氢制苯乙烯的催化性能。结果表明,VO_x/SBA-16催化剂具有良好的乙苯脱氢活性,钒负载量为1.2 mmol/g的催化剂活性最佳,乙苯转化率可达57.6%,苯乙烯选择性98.6%。VO_x/SBA-16催化剂上的乙苯脱氢活性和稳定性明显高于VO_x/MCM-41,是由于SBA-16载体畅通的三维孔道结构更有利于钒物种的高度分散和反应介质的扩散,提高了催化剂的可还原性能,减缓了积炭的生成。     

非金属碳基丙烷直接脱氢制丙烯催化剂研究进展

采用绿色可持续的催化剂替代传统贵金属或过渡金属催化剂是目前工业催化领域研究的重要方向。作为绿色催化剂中的重要成员之一,多孔碳基材料由于其独特的孔道结构、较大的比表面积、丰富的表面含氧官能团以及良好的导电性和抗腐蚀性,被广泛应用于生物、医药、电池和化工领域。近年来,非金属碳基催化剂被发现是一种良好的丙烷脱氢催化剂,具有替代传统Pt基和Cr基催化剂的应用前景,得到广泛关注。一般而言,碳基催化剂的催化活性与其表面性质和孔道结构有很大关系:(1)碳材料表面的含氧官能团、杂原子和缺陷位点等可以作为活性中心,活化丙烷分子中的碳氢键,实现脱氢的目的;(2)碳材料的孔道结构和电子特性等会影响反应物丙烷和反应产物丙烯分子的扩散和传质,进而影响碳基催化剂在丙烷脱氢反应中的活性、选择性和稳定性。综述近年来丙烷直接脱氢制丙烯碳基催化剂的研究进展,详细比较不同碳材料之间的优缺点和性能差异,系统讨论碳材料的活性位点和物化性质对其催化性能的影响,并对未来碳基丙烷脱氢催化剂的发展方向和应用前景进行展望。     

以Pt-Sn/AC为催化剂催化脱氢制正丁烯的工艺研究

将轻烷烃催化脱氢制备轻烯烃是实现我国碳四资源高效利用的最佳途径。文章以活性炭(AC)作为催化剂载体,通过分步浸渍法制备了Pt-Sn/AC催化剂,主要探讨工艺条件对催化性能的影响。结果表明,正丁烷催化脱氢制正丁烯的最佳工艺条件为：反应压力为0.1MPa,反应温度为580℃,空速为4000h^-1,正丁烷与H2的摩尔比为1∶1。在该条件下,能得到最佳的正丁烷转化率和正丁烯选择性,分别为71.5%和77.5%。     

Dehydrogenation and Isomerization of n-Butane or Isobutane Over Cr Catalysts Supported on Zeolites

Dehydrogenation and isomerization of n-butane or isobutane into isobutene over Cr catalysts supported on zeolites were investigated. We found that Cr catalyst supported on H-SSZ-35-type zeolite, having one-dimensional cage-type channel structure, was very effective for this reaction and the yield of isobutene was 5.44% from n-butane and 9.57% from isobutane. In this reaction, it is suggested that dehydrogenation of butanes is accelerated by Cr₂O₃ loading, and solid acidity of the zeolite support favors isomerization.     

异丁烷催化脱氢反应机理与失活动力学研究进展

异丁烯是化工行业重要的基础原料,国内外对异丁烯的需求量逐年递增。仅靠石油催化裂解已无法满足对异丁烯的需求,开展异丁烷脱氢制异丁烯工艺的研究备受关注。综述Cr系异丁烷脱氢催化剂的研究进展,探讨Cr系催化剂的活性中心以及发生在活性中心上的多种反应机理和相应的动力学模型,详述催化剂的失活机理,总结积炭的形成过程,指出Cr系异丁烷催化脱氢反应和失活机理以及相关动力学方面研究的不足,并对未来研究前景进行展望。     

金属-分子筛双功能催化剂的结构设计及其烷烃异构研究进展

金属-分子筛双功能催化剂具有两种催化活性中心,适用于提高烷烃异构等复杂反应的催化效率。本文基于金属中心进行加氢/脱氢反应、酸中心进行碳链异构化的反应机理认识,尝试总结了若干典型前沿研究案例与策略,以期为研发高效烷烃异构催化剂提供科学参考。在调控双功能中心接近性方面,文章介绍了金属、分子筛、黏合剂这三者的空间分布控制策略,指出两种功能中心之间合适的距离有利于烯烃中间体扩散;在提高酸中心的利用率方面,介绍了微孔-介孔结构或较短扩散距离的多级孔分子筛,指出这种强化扩散传质有助于抑制烯烃中间体的裂解副反应;在提高金属中心的利用率方面,介绍了贵金属高分散负载方法,简述了采用轻过渡金属来降低或替代Pt等贵金属使用。着眼未来,文章提出还需进一步研究工业催化剂成型过程中的双功能中心接近性、提高酸中心和金属中心利用率、降低贵金属等催化剂成本。     

正构烷烃临氢异构化催化剂研究进展

随环保法规和燃料质量要求逐步严格,作为生产高辛烷值汽油、低凝点柴油和高黏度指数润滑油的重要工艺技术,正构烷烃临氢异构化反应至关重要。本文综述了临氢异构化反应中的双功能催化剂是由提供加氢/脱氢活性的金属中心和用于骨架异构化的酸性载体组成。介绍了双功能催化剂中不同金属中心和酸性载体的贡献,相对于负载贵金属双功能催化剂,双金属、过渡金属磷化物及稀土掺杂催化剂活性相当,抗硫性高,成本低。此外,介微孔分子筛不仅具有易于反应物和产物扩散的较大孔径,还具有适宜酸性,能够促进骨架异构化,用于临氢异构化催化剂的载体而受到广泛关注。最后探讨了影响双功能催化剂异构化性能主要因素取决于金属和酸性载体之间的平衡,即金属中心和酸中心比例及距离。当催化剂存在适宜金属中心/酸中心比例,且金属-酸中心距离处于纳米级范围时,催化活性和异构化产物选择性会更高。     

铂系低碳烷烃脱氢催化剂研究进展

综述了近年来国内外铂系低碳烷烃脱氢催化剂的技术现状与研究进展。首先从热力学角度论述了低碳烷烃脱氢反应与相关副反应的反应机理,随后分别从活性位点性能与催化脱氢的关系,氧化铝、分子筛等载体的作用,以及锡、碱金属、碱土金属、过渡金属等助剂改性对催化剂的影响等3个方面分析了铂系低碳烷烃脱氢催化剂的优势与存在的问题,进而探究了铂系脱氢催化剂的失活原因。最后对铂系脱氢催化剂的研究前景做了展望,提出该系列催化剂的主要发展方向包括降低贵金属铂的负载量、提高催化剂的稳定性、减少积炭副反应等。     

炼厂碳四资源的利用途径

对国内炼厂碳四的利用状况进行了分析,对混合碳四与甲醇合成甲基叔丁基醚,正丁烯经水合、脱氢反应制备甲乙酮和正丁烯与乙酸反应制备乙酸仲丁酯的生产情况进行了介绍;对醚后混合碳四制丙烯和乙烯、异构化制异丁烯、芳构化、与乙酸反应制备乙酸仲丁酯的应用和研究状况进行了分析,认为利用醚后混合碳四制备丙烯和制备乙酸仲丁酯是未来的发展方向;对异丁烷脱氢、异丁烷选择氧化、正丁烷制顺酐等技术研究进展和使用现状进行简述,认为异丁烷的利用是未来的研究重点。     

正丁烷异构化的研究进展

正丁烷异构化产物异丁烷是烷基化反应的主要原料和合成MTBE、ETBE等汽油添加剂的重要前躯体。从烷烃异构化反应机理、影响因素、工艺进展、催化剂研究进展等几个方面,论述了烷烃异构化催化剂的发展概况。催化剂研究新进展主要包括：贵金属改性、非贵金属改性、Mo（W）体系、硫酸锆、杂多酸等,并展望了新型催化剂的应用前景。     

Effect of zeolite pore geometry on isomerization of n-butane

A comparative study of isomerization of n-butane over bifunctional catalysts based on zeolites with different pore geometry (ZSM-5 and mordenite) and with metal particles located inside and/or outside the zeolite main channel system has been carried out. 1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane was used in order to obtain catalysts with external Brönsted acid sites poisoned. TPDA, FTIR, TPR and TEM techniques were used to characterize the catalysts. ZSM-5 catalysts were quite resistant to poisoning, mainly when metal sites were located inside the pore system. However, isomerization activity was virtually suppressed for the poisoned mordenite catalysts. It is proposed that the isomerization via C₈ formation cannot take place inside the one-dimensional pore system of mesopore-free mordenite catalysts, but this is not the case for isomerization on ZSM-5.     

正丁烯异构化催化剂中国专利量化分析

异丁烯是重要的有机化工原料,可以用作多种化学品和聚合物的合成原料。增产异丁烯最好方法是正丁烯骨架异构化制异丁烯,正丁烯骨架异构化制异丁烯技术的核心是催化剂的研制,因此,有必要对正丁烯异构化制备异丁烯催化剂中国专利文献进行全面调研。对中国专利正丁烯异构化制备异丁烯催化剂领域相关专利进行检索,对检索到的专利文献进行量化分析,分析正丁烯异构化制备异丁烯用催化剂技术的发展趋势、中国专利申请人国别分布以及中国专利主要申请人情况,更好地了解正丁烯异构化制备异丁烯催化剂技术的研究进展。     

硼基催化剂丙烷氧化脱氢制丙烯

自2016年Hermans课题组发现六方氮化硼（h-BN）在丙烷氧化脱氢制丙烯（ODHP）反应中优异的烯烃选择性,各类硼基材料引起了研究者强烈的研究兴趣并广泛地用于ODHP反应。与传统金属与金属氧化物基催化剂不同,非金属硼基催化体系能够有效抑制CO _x 等过度氧化产物,提高烯烃产率,具有较广阔的工业应用前景。本综述对硼基丙烷氧化脱氢催化剂从催化剂的设计、合成策略和反应性能等方面进行了系统地讨论,阐明了催化剂的构效关系;总结了反应路线、关键中间体、决速步以及催化动力学行为,加深了硼基催化剂催化丙烷氧化脱氢活性位点和机理的理解。指出三配位B—O/B—OH活性位点的有效构建及实现表面与气相自由基反应的协同催化是提高硼基催化剂丙烷脱氢性能的关键。基于目前的研究现状和存在的问题,对硼基催化剂体系研发前景和未来工业化应用进行了展望。