Fe改性V-La催化剂甲醇-乙醇合成异丁醛

研究了V-La以及Fe改性V-La催化剂甲醇-乙醇一步合成异丁醛性能。结果表明:采用V-La催化剂,乙醇转化率和异丁醛选择性随反应时间逐渐降低,当反应进行到6h,乙醇转化率和异丁醛选择性分别从78%和66%下降到56%和46%;而将Fe引入V-La催化剂,催化剂稳定性明显提高,乙醇转化率达到80%以上,异丁醛选择性保持约74%。TPR、XRD等表征结果显示,V与La主要形成了LaVO_4结构,而Fe的加入改变LaVO_4结构,同时也影响V和Fe的还原性能。     

低碳醇一步合成异丁醛的研究

异丁醛是一种重要的有机化工原料，目前未见直接合成异丁醛的方法进行工业化生产。因此开发研究一步法合成异丁醛具有十分重要的意义。甲醇和乙醇在催化剂TiO2和VaO5／TiO2进行反应一步合成异丁醛，得知V2O5对该反应起主要催化作用，但必须以特殊的分散态形式存在。对纯V2O5催化荆，反应温度宜控制在350℃为最佳。最适宜的空速为3h^-1左右。     

V_2O_5催化剂上甲醇乙醇一步合成醛类化合物的研究

在固定床反应器上研究了V2O5催化剂上甲醇、乙醇一步催化合成异丁醛等醛类化合物的反应。当反应在常压、350℃、进料比n(甲醇)/n(乙醇)=2、空速2.0h-1条件下进行时,乙醇转化率为89.05%,总醛产率达87.3%,其中异丁醛、乙醛、丙醛产率分别为16.71%、52.03%、18.56%,其余为丙醇、甲醛等化合物。当空速降为为0.5h-1时,乙醇转化率达到97.04%,异丁醛产率达29.07%,但总醛收率降为69.6%。该反应系统的反应历程被探讨。     

助剂对甲醇乙醇合成异丁醛催化剂结构和催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了复合氧化物(SiO2-TiO2)负载的铜基催化剂。测试了含4种不同助剂ZnO、MnO、CaO、MgO的催化剂对甲醇与乙醇一步合成异丁醛的催化性能,并应用TPR,BET,XRD等手段对催化剂结构进行了表征。结果表明,溶胶-凝胶法制备的催化剂可以显著地改善CuO的分散性,降低了CuO的还原温度。同时发现,碱性金属氧化物作助剂可以增强助剂与活性组分之间的协同作用,提高异丁醛的选择性和收率,较适宜的助剂是CaO。在常压、反应温度593K、n(甲醇)/n(乙醇)=2∶1的条件下,乙醇的转化率为71.58%,异丁醛的选择性为50.99%。     

甲醇乙醇合成异丁醛的Cu基催化剂的制备和性能研究

采用溶胶-凝胶法、共沉淀法和浸渍法分别制备出CuO-Fe2O3-ZrO2/SiO2催化剂,考察了催化剂的制备方法、焙烧温度等因素对甲醇乙醇一步合成异丁醛催化性能的影响,并应用BET、XRD、TPR等分析技术对催化剂进行了结构测试与表征。结果表明,采用溶胶-凝胶法制备的催化剂CuO晶粒较小,分散的较均匀,且具有较大的比表面积;在673 K焙烧制得的催化剂具有良好的活性和对异丁醛的选择性;Fe和Zr的相互协同作用阻止了CuO颗粒的聚集,提高了异丁醛的选择性。     

双助剂对CuO/SiO_2催化甲醇乙醇合成异丁醛的影响

采用溶胶-凝胶法制备了CuO-Fe2O3-ZrO2/SiO2双助剂型催化剂,将其用于催化甲醇与乙醇一步合成异丁醛的反应,考察了助剂Fe2O3和ZrO2含量对催化剂性能的影响;采用BET,XRD,H2-TPR等手段对催化剂的结构进行了表征。实验结果表明,在CuO质量分数为20%时,适量加入助剂Fe2O3和ZrO2,可以使二者产生协同作用,一方面增大了催化剂的比表面积;另一方面促进了CuO的分散,改善了催化剂的还原性能,从而提高了催化剂的活性和异丁醛的选择性。以Fe2O3质量分数为20%、ZrO2质量分数为10%的CuO-Fe2O3-ZrO2/SiO2为催化剂,在常压、反应温度320℃、n(甲醇)∶n(乙醇)=2∶1的反应条件下,乙醇转化率为58.81%,异丁醛的选择性和收率分别为73.96%和43.50%。     

异丁醛的综合利用

<正> 一、前言羰基合成生产丁辛醇的副产物——异丁醛的利用,是一个重要的技术课题。羰基合成生产丁辛醇,在高压法中丁醛的正异构比例为4:1,正丁醛用于后步缩合加氢制辛醇,而异丁醛尚未得到合理利用。以年产五万吨的丁辛醇为例,副产物异丁醛约一万七千吨。目前,国外除加氢制异丁醇外,西德鲁尔公司以异丁醛制丙烯、合成气。美国和日本等用异丁醛制新戊二醇。日本用以制异丁叉二脲已投入工业生产。正在进行研究、尚未工业化的有异丁醛制甲基丙烯酸甲酯、丙酮、甲乙     

重要化工原料——异丁醛的制备方法

论述了异丁醛的制备方法，其中负载型水溶性膦铑催化剂（ＳＡＰ）促进下的丙烯氢甲酰化反应是异丁醛的主要制备方法。通过反应条件的调节，配位基团及载体的选取，可有效地控制主副产物的比例；由甲醇与乙醇或甲醇与正丙醇在负载型Ｖ２Ｏ５催化剂促进下的反应是制取ＩＢＡ的又一途径，Ｖ２Ｏ５负载量及载体种类均对ＩＢＡ的产率有着明显影响     

甲醇乙醇催化合成异丁醛催化剂V2O5的失活研究

研究了在V2O5催化剂上,在常压、反应温度375℃,原料甲醇与乙醇摩尔比为3:1,体积空速为2 h-1条件下一步催化合成异丁醛.考察了催化剂的稳定性和催化剂失活的原因.实验结果表明,反应至330 min后催化荆活性几乎不再变化,此时乙醇转化率在70%左右,而异丁醛的选择性仅为10%左右,催化剂几乎不再具有活性.表征测试结果表明,催化剂失活的原因是:反应过程中结焦;V2O5,在反应过程中被还原为V2O3;V2O5在反应过程结构的变化导致酸量的增加.催化剂失活为可逆失活,高温烧炭再生能使失活催化剂恢复其催化活性.     

甲醇乙醇催化合成异丁醛的宏观动力学研究

在固定床微型反应器中测定了甲醇乙醇一步催化合成异丁醛的宏观动力学，实验反应温度为200℃～300℃，原料甲醇与乙醇摩尔比为3：1，体积空速为4h^-1，常压，实验采用自制V2O5催化剂。体系的宏观反应速率方程式为：（-rA）=0．385e-16650/8.314T，反应体系的活化能Ea=16．65kJ／mol，指前因子k0=0．385s^-1。     

铌改性V_2O_5催化甲醇乙醇一步合成异丁醛催化剂的催化性能研究

用Nb2O5和Nb(OH)5对甲醇、乙醇一步合成异丁醛(IBA)V2O5催化剂进行了改性研究。实验结果表明,两者都能增加V2O5催化剂的活性和选择性,综合性能最佳的催化剂为w(Nb2O5)为8%的Nb2O5/V2O5催化剂和w(Nb(OH)5)为18%的Nb(OH)5/V2O5催化剂,这两种催化剂的乙醇转化率分别为95.39%和96.39%,IBA选择性分别为47.87%和55.35%,较V2O5催化剂IBA选择性分别提高了21.25%和40.20%。XRD结果表明,在Nb2O5/V2O5的XRD图谱上有Nb2O5衍射峰,而Nb(OH)5/V2O5催化剂几乎未检测到Nb2O5衍射峰,说明该催化剂煅烧后生成的Nb2O5几乎以无定形形式存在于催化剂体系中,从而使Nb(OH)5/V2O5催化剂表现出了更好的活性和选择性。     

碱性条件下一异丙基萘氧化合成过氧化物

在碱性条件下,以空气为氧化剂氧化一异丙基萘(IPN)制备一异丙基萘过氧化物(IPNHP)。分别以NaOH和Na2CO3为催化剂、异丁醛和H2O2为引发剂,考察了催化剂种类和含量、引发剂种类、反应温度等因素对IPN转化率和IPNHP选择性的影响。实验结果表明,以Na2CO3为催化剂时IPN转化率较低,而以NaOH为催化剂时,IPN转化率明显增加,但反应速率较慢;加入引发剂可加快反应速率,但以H2O2为引发剂时,副产物较多,IPNHP选择性较差,而以异丁醛为引发剂时,IPNHP选择性大幅度提高。在反应温度100℃、异丁醛为引发剂(w=0.1%)、NaOH为催化剂(w(Na+)=1.5%)、氧气流量10 L/h时反应效果最好,IPN转化率最高达到26.5%,IPNHP选择性最高达到68.0%。     

La_2O_3对合成异丁醛催化剂V_2O_5的催化性能的影响

研究了La2O3对甲醇乙醇一步催化合成异丁醛催化剂V2O5的催化性能的影响。实验结果表明,La2O3的添加量(质量分数)为10%时La2O3/V2O5活性最佳,在反应温度375℃,常压,体积空速2h-1,原料甲乙醇的摩尔比为3∶1时,乙醇转化率达96.62%,异丁醛选择性达61.76%。对反应前后的催化剂进行的XRD测试结果表明,反应过程中V2O5还原为V2O3,部分La2O3也发生了晶形的变化,由立方体晶体(A型)变为了六方体形晶体(C型)。对V2O5和La2O3/V2O5反应后失活催化剂进行的TG-DTA实验结果表明,La2O3可降低失活催化剂的再生温度,有利于失活催化剂的再生。     

Fe_2O_3-V_2O_5掺杂,Cr_2O_3催化间甲酚甲基化制2,3,6三甲基苯酚

为得到高效低温催化剂,在Fe2O3-V2O5复合氧化物催化剂中添加不同金属氧化物MaOb(MaOb=CeO2,CaO,ZnO,ZrO2,Cr2O3)对其进行改性,制得Fe2O3-V2O5-MaOb催化剂,并将其用于间甲酚甲基化制备2,3,6-三甲基苯酚的反应。实验结果表明,按n(Fe):n(V):n(Cr)=100.0:1.0:0.5的比例添加Cr2O3可有效改善Fe2O3-V2O5催化剂的活性,优化的Fe2O3-V2O5-Cr2O3催化剂制备条件为:焙烧温度450℃、焙烧时间4 h、沉淀剂为25%(w)氨水。采用优化条件下制备的Fe2O3-V2O5-Cr2O3催化剂进行间甲酚甲基化反应,适宜的反应条件为:反应温度330℃、进料液态空速0.53 h-1。在优化反应条件下,间甲酚转化率为99.2%,2,3,6-三甲基苯酚选择性为94.6%。     

对甲苯磺酸铜催化合成青叶噁烷及其他噁烷类化合物

以异丁醛和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇(TMPD)为原料合成青叶噁烷,考察了不同铜盐催化剂的催化性能。实验结果表明,对甲苯磺酸铜的催化性能最佳。以对甲苯磺酸铜为催化剂制备青叶噁烷,并进一步考察溶剂种类、催化剂用量、醛与醇摩尔比、反应时间和催化剂重复使用次数等因素对合成青叶噁烷反应的影响。合成青叶噁烷适宜的条件为:n(异丁醛):n(TMPD)=3:1,催化剂0.34mmol,甲苯10mL,反应时间1.5h,反应温度110℃。在此条件下,TMPD的转化率达到94.4%,青叶噁烷的选择性为99.8%。对甲苯磺酸铜催化剂重复使用5次后,TMPD的转化率为90.1%,青叶噁烷的选择性为99.2%。用对甲苯磺酸铜催化TMPD与其他醛(酮)的缩合反应,也取得较好的催化效果。     

提高费-托合成熔铁催化剂低碳烯烃选择性的研究

研究了固定床反应器中合成气制低碳烯烃熔铁催化剂的反应性能,考察了不同母体相组成和助催化剂对熔铁催化剂活性、低碳烯烃选择性的影响,通过TG-DTG、CO2-TPD等表征手段分析了母体相组成对熔铁催化剂的还原行为、表面酸碱性的影响。结果表明,当催化剂母体中n(Fe2+)/n(Fe3+)为1左右时,熔铁催化剂的表面碱性最强,有利于提高低碳烯烃选择性;考察助催化剂发现,稀土氧化物M2O3的加入能显著提高低碳烯烃选择性,在n(Hn):n(CO)=1.6、2.0 MPa、310℃、GHSV=11400h-1的条件下,CO的转化率达73.8%,低碳烃烯烷摩尔比n(C2=~C4=)/n(C2°~C4°)达5.12,即在气态烃中低碳烯烃选择性达83.7%。正交实验分析结果表明,在所考察的5种助催化剂中,V2O5和MoO3的加入会降低低碳烯烃选择性;其它助催化剂没有显著影响。