反相微乳液法制备甲醇合成的铜基催化剂

反相微乳液法是一种合成金属纳米颗粒的有效方法,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、正戊醇、环己烷、金属盐溶液构建反相微乳液体系,制备了一系列用于合成甲醇的纳米铜基催化剂,并分别对其结构、形貌和活性进行了表征。结果表明,催化剂制备过程中的老化温度、碱浓度、H2O/CTAB的摩尔比以及盐溶液的浓度对催化剂的粒径和活性均有一定的影响,为甲醇合成催化剂的新型制备方法提供了借鉴。     

Ga改性对Cu-Co低碳醇催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备CuCoGaAl催化剂,考察Ga含量对催化剂织构及低碳醇合成性能的影响。结果表明,加入Ga可提高催化剂的比表面积,改变催化剂的表面性质。Ga改性促进CO的线式吸附能力,同时降低CO的桥式吸附能力,从而提高产物醇选择性,但过量Ga会大幅降低CO加氢反应活性。Ga含量对总醇收率的影响呈火山型变化规律,最佳Ga与Co物质的量比为0.3。     

工业粒度Fe-ZSM-5分子筛上N_2O一步氧化苯制苯酚工艺条件研究

为实现N_2O一步氧化苯制备苯酚的工业化生产,基于自制的Fe-ZSM-5分子筛(粒度?1.5 mm×1 mm),在等温固定床积分反应器中,以单因素实验和正交实验[L_9(3~4)]相结合的方式,系统考察了温度(375~475℃)、空速(2 500~10 500 h~(-1))和苯与N_2O的物质的量比(6:1~14:1)等操作条件对N_2O一步氧化苯制苯酚反应过程规律及产物分布的影响。结果表明,实验所用Fe-ZSM-5分子筛对N_2O一步氧化苯制苯酚具有良好的催化活性和选择性;该反应过程存在催化剂起始活性高但失活速率快的特点,适宜操作条件域的选取对催化剂性能的发挥至关重要;基于正交实验分析最终确定的相对适宜工艺条件操作域为:温度425~450℃、空速4 500~5 500 h~(-1)和苯与N_2O的物质的量比8:1~10:1,在此条件下苯酚收率可达60%以上。     

模拟工业还原气体对甲醇催化剂还原的影响

甲醇催化剂在使用前需要进行还原,大多数甲醇工厂采用氢气进行还原,少部分工厂采用焦炉煤气或转化气进行还原,整个还原过程的控制对后期催化剂性能有决定性的影响。采用不同还原气进行甲醇催化剂还原实验。结果表明,采用焦炉气还原的催化剂,初始Cu颗粒更大;采用H₂还原的催化剂能暴露更多的活性位点,甲醇合成性能更优。     

甲醇合成催化剂的工艺参数优化及反应机理探讨

对自主研制的甲醇合成催化剂进行工艺参数优化,同时根据实验结果对合成气条件下甲醇合成的反应机理进行探讨。实验采用16通道反应器,考察反应温度和接触时间对合成甲醇反应速率的影响,确定适宜的催化剂工艺条件。结果表明,在较长接触时间下,随着温度的升高,CO转化率、H_2转化率和甲醇相对含量先升高后降低,CO_2转化率降低。在较低温度下,CO_2转化率随接触时间延长基本不变,表明甲醇中碳元素主要来自于CO,而CO_2浓度处于水汽变换反应与加氢形成甲醇反应之间的平衡状态。     

K改性对Cu-Co低碳醇催化剂性能的影响

通过浸渍法制备不同K2CO3含量的K-CuCoAl催化剂,考察K含量对催化剂织构及低碳醇合成性能的影响。结果表明,K加入能中和催化剂表面的酸性;同时使催化剂对CO的线式吸附能力呈先升后降的趋势,相对应的产物中醇选择性也呈先升后降的趋势;K的负载会降低催化剂对CO的加氢反应活性。K含量对总醇收率影响呈火山型变化规律,最佳负载质量分数为0.9%。     

Cu基甲醇合成催化剂在两种模拟工业合成气中反应的结构变化及稳定性研究

不同原料转化得到的合成气的CO₂含量有明显差异，但均能通过传统甲醇催化剂的催化反应来制甲醇。为了研究不同CO₂含量的合成气对催化剂结构和性能稳定性的影响，采用模拟煤气化和天然气转化制成的合成气，在工业尺寸的列管式夹套反应器上进行了甲醇合成反应，研究了原颗粒工业催化剂在使用前后微观粒子和催化剂性能稳定性的变化。结果表明，5种原颗粒工业催化剂使用前后的Cu和ZnO晶粒尺寸均增大，且在模拟天然气转化制成的合成气条件下，催化剂中Cu和ZnO晶粒尺寸增大速率更快，催化剂整体性能的发挥受到限制，不利于保持催化剂性能的稳定。高CO₂含量更容易破坏Cu⁺的稳定性，并且导致Zn物种形态的转变。