Co-Mo/Al_2O_3催化剂上噻吩催化加氢脱硫的动力学研究

采用微型等温积分反应器 ,在 2 4～ 4 0MPa ,2 40～ 370℃和裂解汽油中噻吩质量分数 2 2 0～ 6 2 0 μg/ g的条件下 ,对国产LY 980 2催化剂上的噻吩催化加氢脱硫的动力学特性进行了研究。以Simple Powell和Merson复合法对动力学数据进行最优化参数估值 ,建立了适宜于工业应用的幂函数型动力学模型     

噻吩在Mo—Ni—Co／Al2O3催化剂上的加氢脱硫动力学

应用微型催化反应－色谱装置，在总压１￣２ＭＰａ，温度４７３￣５７３Ｋ，氢油体积比５００、质量空速１￣３０ｈ＾－１的范围内，研究了噻吩在Ｍｏ－Ｎｉ－Ｃｏ／Ａｌ２Ｏ３催化剂上的加氢脱硫动力学。根据加氢脱硫反应具有极限转化率的特点，用类二级反应的数学模型描述噻吩脱硫的动力学行为，求得活化能为７６．２１ｋＪ／ｍｏｌ，频率因子为３．６７×１０＾８。     

钴钼催化剂上2-甲基噻吩加氢脱硫的动力学考察

本文采用搅拌式微量天平流动反应器(Stirred flow microbalance re-actor),在常压及温度623K的条件下,考察了硫化态钴钼催化剂上2-甲基噻吩的加氢脱硫动力学。当催化剂活性达到稳态后,通过改变反应进料2-甲基噻吩、氢及硫化氢的流量,获得了不同的2-甲基噻吩、氢及硫化氢分压下的加氢脱硫速率数据。结果表明,反应物2-甲基噻吩及产物硫化氢均对加氢脱硫反应速度有明显的阻滞作用,这意味着在钴钼催化剂的加氢脱硫活性位上,硫化氢与2-甲基噻吩之间存在着竞争吸附。利用Langmuir-Hinshelwood方程较好地关联了所得到的实验数据,通过二元线性回归,确定了速率方程中相应的动力学参数,文中对2-甲基噻吩加氢脱硫的反应机理进行了初步的探讨。     

噻吩在Mo－Ni－Co／Al_2O_3催化剂上的加氢脱硫动力学

应用微型催化反应－色谱装置，在总压１～２ＭＰａ、温度４７３～５７３Ｋ、氢油体积比５００、质量空速１～３０ｈ￣（－１）的范围内，研究了噻吩在Ｍｏ－Ｎｉ－Ｃｏ／Ａｌ_２Ｏ_３催化剂上的加氢脱硫动力学。根据加氢脱硫反应具有极限转化率的特点；用类二级反应的数学模型描述噻吩脱硫的动力学行为，求得活化能为７６．２１ｋＪ／ｍｏｌ，频率因子为３．６７×１０８。     

Cu-Zn/Al2O3催化剂上乙酸乙酯加氢制乙醇的本征动力学研究

为探寻可替代传统粮食发酵法制乙醇的新工艺，本文选用管式等温积分反应器，在180~230℃、1.0~5.0 MPa、乙酸乙酯的质量液时空速（LHSV）0.7~1.9 g/(g·h)和氢酯比（以物质的量计）20~50的条件下，对某Cu-Zn/Al₂O₃催化剂上乙酸乙酯加氢制乙醇的本征动力学特性进行了实验研究。以四阶五级龙格-库塔-费尔贝格（Runge-Kutta-Felhberg）法为数值积分方法，以列文伯格-马夸特（Levenberg-Marquardt）法为最优化算法，对动力学实验数据进行非线性拟合，建立了乙酸乙酯催化加氢制乙醇的幂律型本征动力学模型。数理统计和残差分布检验结果表明，模型计算值与实验测定值良好相容，能够恰当地描述此反应的本征动力学特性。     

堇青石质整体式催化剂的制备及其催化噻吩加氢脱硫性能

采用涂敷法将工业加氢脱硫催化剂(FH UDS)负载到草酸预处理过的堇青石上,制得堇青石基负载FH-UDS新型整体式催化剂,用XRD、N2吸附脱附、SEM和XPS等分析手段对所制备催化剂的结构进行了表征,并以噻吩加氢脱硫为模型反应,基于高压固定床反应装置,对所制备催化剂的加氢脱硫(HDS)性能进行了实验研究。结果表明,酸处理增大了堇青石的比表面积,使其Mg、Al含量急剧减少,但未改变其物相结构;堇青石预处理条件、活性胶的pH值以及扩孔剂的加入对催化剂性能影响较大。在满足机械强度要求情况下,堇青石预处理时的酸浓度越大,煮沸时间越长,涂敷效果越好,催化剂的HDS活性越好;由质量分数50%草酸煮沸4 h的堇青石、pH=3的活性胶制备的催化剂具有较好的加氢脱硫活性,当反应温度为350℃时,噻吩的转化率已达到95%;在活性胶中加入尿素扩孔剂有利于催化剂活性的提高,反应温度较低时,此作用更显著。当反应温度为300?℃和325?℃时,噻吩的转化率分别由66%,78%提高到77%,91%。     

Co／MoS2催化剂加氢脱硫活性的量子化学研究

Co／MoS2催化剂具有优良的加氢脱硫（HDS）性能。采用ZINDO／1的半经验量子化学计算方法和Mo19S38原子簇模型，考察了催化剂表面不同的n（Co）／n（Mo）对MoS2的LUMO轨道能量的影响，以及对二苯并噻吩（DBT）的吸附热及其吸附中间体的电荷分布、几何构型稳定性和LUMO轨道能量的影响。计算结果表明，随n（Co）／n（Mo）的增加，模型催化剂的HDS催化活性是先增后减，以n（Co）／n（Mo）=2／7时对应的催化剂的HDS活性最高。     

Co/MoS2催化剂加氢脱硫活性的量子化学研究

Co/MoS2催化剂具有优良的加氢脱硫(HDS)性能。采用ZINDO/1的半经验量子化学计算方法和Mo19S38原子簇模型,考察了催化剂表面不同的n(Co)/n(Mo)对MoS2的LUMO轨道能量的影响,以及对二苯并噻吩(DBT)的吸附热及其吸附中间体的电荷分布、几何构型稳定性和LUMO轨道能量的影响。计算结果表明,随n(Co)/n(Mo)的增加,模型催化剂的HDS催化活性是先增后减,以n(Co)/n(Mo)=2/7时对应的催化剂的HDS活性最高。     

Co-Mo/MCM-41上二苯并噻吩加氢脱硫反应动力学研究

以二苯并噻吩(DBT)为模型化合物,在高压滴流床反应器上考察了以MCM-41担载不同原子物质的量比的Co-Mo催化剂的加氢脱硫(HDS)活性,并在总压5.0MPa、温度280～340℃和液时空速30～90h-1条件下,研究了HDS的反应动力学.利用假1级平推流反应模型求得了DBT加氢脱硫反应的表观反应速率常数和表观反应活化能.根据DBT加氢脱硫反应网络中氢解路径的速率常数和加氢反应路径的速率常数随Co和Mo原子物质的量比的变化关系可以看出,氢解反应和加氢反应在不同的活性中心上进行,Co的引入强化了催化剂的氢解反应活性.在不同Co和Mo原子物质的量比的催化剂上进行反应时,DBT加氢脱硫反应的表观活化能不同.Co和Mo原子物质的量比为0.25、0.50、0.75和1.0时的表观活化能分别为111.0、92.9、82.1和101.4kJ.mol-1.研究结果表明,表观活化能与反应活性有很好的相关性.     

选择性加氢脱硫催化剂Co-Mo/TiO_2-Al_2O_3的制备与表征

采用溶胶-凝胶法获得TiO2-Al2O3复合载体,研究了该复合载体负载Co、Mo后制备的Co-Mo/TiO2-Al2O3催化剂在FCC汽油重馏分加氢脱硫反应中的催化性能,重点考察了复合载体TiO2/(TiO2+Al2O3)对催化剂加氢脱硫活性和选择性的影响,并对催化剂和载体进行了BET、IR和NH3-TPD表征.实验结果表明:催化剂加氢脱硫活性和选择性均随载体中TiO2含量的增加而增加.表征结果表明催化剂的比表面积、孔容和平均孔径均随载体中Ti O2含量的增加而减小;随着TiO2含量的增加,催化剂酸中心强度和酸量有所增大,但变化量不大;催化剂载体的L酸量逐渐增大.载体表面仅有微量的B酸.     

焙烧温度对Pt/Al_2O_3催化剂催化纤维素转化性能的影响

以溶剂挥发诱导自组装方法合成的有序介孔氧化铝(MA)为载体负载铂,制备了Pt/MA催化剂。考察了载体和催化剂焙烧温度对Pt/MA催化剂催化纤维素转化性能的影响。采用X射线衍射、N2物理吸附、透射电镜和NH3程序升温脱附等手段对载体和催化剂进行了表征,随着载体焙烧温度的升高,氧化铝的有序度、晶相、比表面积、酸量、铂粒径大小均有明显变化。催化结果表明,载体焙烧温度和催化剂焙烧温度对催化剂的催化性能有显著影响。以800℃焙烧的氧化铝为载体负载铂,再经400℃焙烧制得的催化剂活性最高,六元醇的选择性达到了78.5%。     

Ag/Al2O3选择性还原整体式催化剂的制备

为使Ag/ Al2O3催化剂在处理稀燃机动车尾气中NOX实用化,以堇青石蜂窝陶瓷为载体,以活性 Al2O3为涂层,以Ag作为活性组分,制备了Ag/ Al2O3整体式催化剂,考察了整体式Ag/ Al2O3催化剂制备过程中氧化铝涂层的形成以及Ag活性组分负载过程中干燥方式和焙烧气氛条件对催化剂还原反应活性的影响.实验结果表明,通过微波干燥方式明显提高了Ag在 Al2O3表面的分散性,有助于提高催化剂的NOX还原反应活性;焙烧气氛对催化剂的活性没有明显影响.氧化铝涂层负载量的增加有利于增加单位体积载体上的Ag活性位数量,从而使反应温度窗口得到扩展, NOX转化率得到提高.     

固载化AlCl 3催化合成二苯基甲烷反应动力学研究

以3种不同孔径γ-Al2O3为载体制备固载化AlCl3/γ-Al2O3催化剂,考察了各催化剂在苯与苄基氯烷基化合成二苯基甲烷反应中的催化活性及产物选择性,并同纯AlCl3催化剂进行了比较.采用气相色谱法分析反应产物组成,获得了不同催化剂在不同反应温度下的烷基化反应试验数据,在确定反应动力学方程及消除外扩散影响前提下,计算了反应速率常数、反应表观活化能和扩散系数.结果表明,同均相纯AlCl3催化剂相比,在固载化AlCl3催化剂上反应速率较低而且存在诱导期,且载体孔径越小,该现象越明显.动力学分析认为产生这一现象的主要原因是载体对反应内扩散的影响.     

稀燃汽油机Ag/Al2O3催化剂上选择性还原NOx

富氧条件下氮氧化物(NOx)去除是目前机动车尾气净化的研究难点之一。制备了Ag/Al2O3催化剂,在试验室活性评价的基础上,进行了稀燃汽油机台架上NOx选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)试验,评价了不同还原剂(乙醇和正辛烷)对NOx去除效率的影响。结果表明,在无外加还原剂条件下,400℃时NOx转化率大于40%;以乙醇为还原剂时,低温活性得到明显提高,活性区间大大加宽。实验室评价和台架试验中NOx转化率可达90%左右,还原剂以总碳氢(THC)计,THC/NOx最佳比例为6,最佳反应空速为30000h-1;但是外加还原剂时SCR催化剂会带来THC和CO排放的增加。     

Ni/α-Al2O3催化剂上甲烷水蒸气重整本征动力学

在消除扩散影响的条件下，在装填工业Ni/α-Al₂O₃催化剂的微分反应器内进行了甲烷水蒸气重整的本征动力学研究。实验证明在低产物浓度时H_2, CO和CO₂为主要产物，且两者的生成速率均与CH₄分压成正比，同时CO的生成速率与CO₂分压成正比关系，而CO₂的生成速率与H₂O分压成正比关系。考虑了5种可能的模型推导了本征动力学方程，通过参数估计和模型比较确定了比较满意的甲烷水蒸气重整本征动力学方程。     

Co-Mo/Al_2O_3-MgO耐硫变换催化剂的表征研究

采用常压微反、程序升温还原(TPR)、程序升温硫化(TPS)及原位红外(IR)技术,对Co-Mo/Al2O3-MgO催化剂表征研究发现:Co-Mo/Al2O3-MgO催化剂中活性组分Co、Mo,既存在着Co、Mo中心,也存在由Co、Mo相互作用产生的中心,其催化性能是由Co、Mo中心和Co、Mo相互作用产生的中心共同作用的结果,与Co-Mo/Al2O3催化剂是不同的,其中的MgO加强了活性组分Co、Mo的稳定性,进一步促进了Co、Mo的相互作用。     

Ru/Al_2O_3催化对苯二甲酸二甲酯合成1,4-环己烷二甲酸二甲酯

以Al2O3为载体、Ru为活性组分合成Ru/Al2O3。以Ru/Al2O3为催化剂,在反应釜中液相催化加氢催化对苯二甲酸二甲酯(DMT)制备1,4-环己烷二甲酸二甲酯(DMCD),考察Ru负载量、反应温度、压力、搅拌速率和反应时间对DMT加氢反应性能的影响。采用X线衍射仪(XRD)、N2吸附-脱附仪、H2-程序升温脱附(H2-TPD)技术和扫描电子显微镜(SEM)对催化剂理化性能进行表征。结果表明:Ru质量分数为3%的Ru/Al2O3显示出良好的催化活性。适宜催化剂的活化温度为120℃,在95℃、4.5 MPa和搅拌速率1 200 r/min的条件下加氢反应3 h,DMT转化率和DMCD选择性分别高达100%和98.81%。该催化剂循环使用12次后仍未发现明显失活。