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《单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂及其制备方法》属于化工技术领域,涉及一种单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂及其制备方法。
随着建筑、装饰、汽车、国防工业的迅速发展,环己酮、己二酸、尼龙-6、尼龙-66需求量与日俱增。由于中国缺乏成熟的苯选择加氢路线,传统的苯完全加氢路线,不可避免地造成资源浪费和环境污染。苯选择加氢与传统的完全加氢路线相比,少耗三分之一的氢,碳原子利用率100%,环境友好。苯选择加氢路线核心在催化剂制备技术。因此开发具有自主知识产权的催化剂制备技术,实现产业化,对于资源节约、环境保护、转变经济增长方式和实现可持续发展具有十分重要的意义。
郑州大学(CN01122208和CN200410060451.0)、复旦大学(CN03115666.5)、中国科学院大连物理化学研究所(CN200410101806.6)和中国石油化工科学研究院(CN200510126062.8)等单位相继申报了苯选择加氢制环己烯非晶态合金催化剂专利。但非晶态合金属于热力学亚稳态结构,截至2012年3月尚无工业化先例。
日本旭化成公司申请了一系列Ru-Zn催化剂专利,如在中国申请的CN1159269C等。催化剂制备方法多为传统的共沉淀法和浸渍法等。2012年3月前工业化运行指标为苯转化40%时,环己烯选择性和收率分别为80%和32%左右。
在苯选择加氢路线中,环己烯选择性的提高将会带来巨大的经济利益。催化剂在使用过程中往往容易聚结长大,故而易失活、用量较大。在反应浆液中往往使用大量硫酸锌,在高温下水解呈酸性造成设备腐蚀。因此,如何在较高的苯转化率下提高环己烯选择性和收率,控制Ru活性组分聚结长大,降低硫酸锌使用量是催化剂面临的关键问题。
中国科学家唐有祺、谢有畅1990年提出单层分散理论。他们发现许多氧化物、盐类以及有机分子固体能自发地在载体(如氧化铝、活性炭和分子筛等)表面形成单层分散,并存在一个最大分散容量(或称分散阈值),催化剂的活性和选择性都存在“阈值效应”。该理论被应用于负载型催化剂制备上。然而对于非负载型催化剂,助催化剂在活性组分上的分布并没有引起人们的关注。《单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂及其制备方法》将单层分散理论和方法应用于非负载型苯选择加氢催化剂的制备,为工业催化剂的制备和设计提供了新的思路和方法。
图1为制备原硅酸稳定的单层分散型Ru-Zn-Si催化剂的过程示意图。
图2为实施例1~5所制备的催化剂的XRD图。
图3为实施例7所制备的催化剂的XRD图。
图4为实施例8所制备的催化剂的XRD图。
图5为实施例9所制备的催化剂的XRD图。
图6为实施例10所制备的催化剂的XRD图。
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2016年12月7日,《单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂及其制备方法》获得第十八届中国专利优秀奖。
实施例1
单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂(Ru-Zn-Si)的制备方法包括以下步骤:
第一步,首先将20克RuCl3xH2O(Ru含量大于或等于37%)溶于500毫升水中,同时配置500毫升5%NaOH溶液,采用并流法使两份溶液同时流入带有搅拌的反应槽内,沉淀完成后在80℃下继续搅拌3小时;然后将沉淀连同母液在150℃、4兆帕H2下还原6小时;最后再将所得固体用蒸馏水洗涤至滤液中不含Cl-,即得纳米金属Ru;
第二步,首先将第一步中得到的纳米金属Ru和500毫升5%NaOH溶液混合,另外将2.8克硅酸乙酯和0.80克醋酸锌混合,然后将硅酸乙酯和醋酸锌的混合溶液滴加到纳米金属Ru和NaOH的混合溶液中,在80℃下搅拌30分钟,将抽滤得到的固体在80℃干燥3小时,备用;
第三步,通过层层自组装法,将第二步中所得固体在500毫升0.5摩尔/升的硫酸锌溶液中还原5小时,还原温度为150℃,氢气压力为4兆帕,使Zn的碱式硫酸盐单层分散或接近单层分散在Ru活性组分表面上;然后将所得固体用蒸馏水洗涤至没有Zn2 ,即得所述的单层分散型Ru-Zn-Si催化剂。
Ru-Zn-Si催化剂XRD图见图2。用X-射线荧光光谱测得催化剂中Zn/Ru原子比为4%,Si/Ru的原子比为11.3%。
实施例2~5
单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂(Ru-Zn-Si)的制备方法,与实施例1的步骤和加入的物质的量保持不变,其不同点在于,在实施例2~5的第二步,其醋酸锌的用量分别是2.68克、3.10克、4.32克、4.74克。
所得催化剂的XRD见图2。X-射线荧光光谱测得实施例2~5所制备的中Zn/Ru原子比分别为16%、18%、25%和28%,Si/Ru原子比分别为13.7%、12.9.7%和11.9%。从图2中可以看出当醋酸锌用量为Zn/Ru原子比为18%时,碱式硫酸锌盐在金属Ru表面单层分散。
实施例6
单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂(Ru-Zn-Si)的制备方法,将实施例1中第二步中的0.80克醋酸锌换为4.05克硫酸锌,其它条件同实施例1。X-射线荧光光谱测得催化剂中Zn/Ru的原子比为17%,Si/Ru的原子比为17.5%,碱式硫酸锌盐在金属Ru催化剂上单层分散。
实施例7:
单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂(Ru-Fe-Si)的制备方法:采用实施例1的制备方法,将第二步中的0.80克醋酸锌换为9.17克醋酸亚铁,第三步中500毫升0.5摩尔/升的硫酸锌溶液换为500毫升0.3摩尔/升硫酸亚铁溶液,其它条件同实施例1。Ru-Fe-SiXRD图见图3,X-射线荧光光谱测得催化剂中Fe/Ru原子比为20%,Si/Ru的原子比为15.7%,在金属Ru上单层分散物种为碱式硫酸铁盐。
实施例8
单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂(Ru-Mn-Si)的制备方法:采用实施例1的方法,将第二步中0.80克醋酸锌换为3.34克醋酸锰,第三步中500毫升0.5摩尔/升的硫酸锌溶液换为500毫升0.01摩尔/升硫酸锰溶液。其它条件同实施例1。Ru-Mn-Si的XRD图见图4。X-射线荧光光谱测得催化剂中Mn/Ru的原子比15%,Si/Ru的原子比16.4%,在金属Ru上单层分散物种为碱式硫酸锰。
实施例9
单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂(Ru-Ce-Si)的制备方法:采用实施例1的方法,将第二步中0.80克醋酸锌换为5.56克醋酸铈,第三步中500毫升0.5摩尔/升的硫酸锌溶液换为500毫升0.2摩尔/升硫酸高铈溶液。其它条件同实施例1。Ru-Ce-Si的XRD图见图5。X-射线荧光光谱测得催化剂中Ce/Ru的原子比为20%,Si/Ru的原子比13.9%,在金属Ru上单层分散物种为碱式硫酸铈。
实施例10
单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂(Ru-La-Si)的制备方法:采用实施例1的方法,将第二步中0.80克醋酸锌换为10.13克硫酸镧,第三步中500毫升0.5摩尔/升的硫酸锌溶液换为500毫升0.2摩尔/升硫酸镧溶液。其它条件同实施例1。Ru-La-Si的XRD图见图6。X-射线荧光光谱测得催化剂中La/Ru的原子比为15%,Si/Ru的原子比为14.1%,在金属Ru上单层分散物种为碱式硫酸镧。
所制备的催化剂的活性测定
《单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂及其制备方法》催化剂评价方法是中国国内外文献所公认的方法,数据具有可比性。苯选择加氢反应在GS-1型哈氏合金釜中进行。加入2克单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂(Ru-M-Si),49.2克ZnSO4·7H2O,280毫升H2O。在H2压力为5.0兆帕和搅拌速率为800r/分钟的条件下,升温至150℃后加入140毫升苯,调节转速至1400r/分钟(以消除外扩散),每隔5分钟取样。采用气相色谱仪分析产物组成,FID检测器,面积校正归一法计算产物浓度,进而计算苯转化率和环己烯选择性。
1、实施例1~5所制备的催化剂的活性测定
测定实施例1~5所制备的催化剂15分钟时候苯转化率、环己烯选择性和收率及25分钟内环己烯最高收率,具体见表1。
/ |
Zn/Ru |
苯转化率% |
环己烯选择性% |
环己烯收率% |
环己烯最高收率% |
实施例1 |
4% |
92.0 |
59.7 |
54.9 |
54.9 |
实施例2 |
16% |
S1.6 |
67.7 |
55.2 |
56.3 |
实施例3 |
18% |
74.7 |
79.7 |
59.5 |
64.7 |
实施例4 |
25% |
54.0 |
82.3 |
44.4 |
54.0 |
实施例5 |
2S% |
19.5 |
90.9 |
17.7 |
33.2 |
由表1可以看出,由于Zn/Ru原子比为16~25%时所制备的催化剂属于单层分散型,在15分钟苯转化74.7%时,环己烯选择性和收率分别为79.7%和59.5%,环己烯最高收率为64.7%,不但高于其他催化剂,而且高于文献报道的水平。
2、实施例6~10所制备的催化剂的催化性能
按照实施例1~5测定催化剂活性的方法,测定实施例6~10的催化剂15分钟、20分钟时候苯转化率、环己烯选择性和环己烯收率,具体结果见表2。
表2:实施例6~10所制备的单层分散型催化剂15分钟时的催化性能
/ |
催化剂组成 |
时间分钟 |
苯转化率% |
环己烯选择性% |
环己烯收率% |
实施例6 |
Ru-Zn-Si |
20 |
71.6 |
79.9 |
57.2 |
25 |
77.8 |
77.5 |
60.3 |
||
实施例7 |
Ru-Fe-Si |
20 |
65.2 |
79.4 |
51.8 |
25 |
75.0 |
76.8 |
57.6 |
||
实施例S |
Ru-Mn-Si |
20 |
70.3 |
76.2 |
53.6 |
25 |
78.9 |
72.8 |
57.4 |
||
实施例9 |
Ru-Ce-Si |
20 |
57.6 |
82.1 |
47.3 |
25 |
61.8 |
80.9 |
50.0 |
||
实施例10 |
Ru-La-Si |
20 |
71.6 |
74.9 |
53.6 |
25 |
S1.4 |
71.7 |
58.4 |
由表2的结果可以看出:
实施例6所制备的单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂(Ru-Zn-Si),20分钟苯转化率71.6%时,环己烯选择性79.9%,收率为57.2%,25分钟苯转化77.8%时,环己烯选择性和环己烯收率为77.5%和60.3%。
实施例7所制备的单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂(Ru-Fe-Si),20分钟转化率65.2%时,环己烯选择性和收率分别为79.4%和51.8%,25分钟苯转化75.0%时,环己烯选择性和环己烯收率分别为76.8%和57.6%。
实施例8所制备的单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂(Ru-Mn-Si),20分钟苯转化率70.3%时,环己烯选择性和环己烯收率分别为76.2%和53.6%,25分钟苯转化78.9%时,环己烯选择性和环己烯收率分别为72.8%和57.4%。
实施例9所制备的单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂(Ru-Ce-Si),20分钟苯转化率57.6%时,环己烯选择性和环己烯收率分别为82.1%和47.3%,25分钟苯转化率61.8%时,环己烯选择性和环己烯收率分别为80.9%和51.0%。
实施例10所制备的单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂(Ru-La-Si),20分钟苯转化率71.6%时,环己烯选择性和环己烯收率分别为74.9%和53.6%,25分钟苯转化率81.4%时,环己烯选择性和环己烯收率分别为71.7%和58.4%。
单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂(Ru-M-Si)催化活性、环己烯选择性普遍较高,均高于文献报道的水平。
3、无硫酸锌存在时,《单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂及其制备方法》的催化剂的性能
催化剂评价方法除了不加硫酸锌外,其余操作完全同上面所述。评价结果见表3。
时间/分钟 |
苯转化率% |
环己烯选择性% |
环己烯收率% |
5 |
18.5 |
86.0 |
15.9 |
10 |
31.5 |
86.6 |
273 |
15 |
43.1 |
83.8 |
36.1 |
20 |
51.6 |
81.1 |
41.8 |
由表3可以看出,在没有硫酸锌存在下,在单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂(Ru-Zn-Si),20分钟苯转化51.6%时,环己烯选择性和收率分别为81.1%和41.8%。
4、单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂(Ru-M-Si)性能
《单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂及其制备方法》将中国科学家提出的单层分散理论和方法应用于苯选择加氢制环己烯非负载型催化剂的制备。通过层层自组装的方法制备了单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂(Ru-M-Si),(其中M为Zn、Mn、Fe、Ce和La等)系列催化剂。与其它苯选择加氢制环己烯催化剂(Ru-Zn)相同评价条件(0.6摩尔/升硫酸锌)下,该发明的单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂(Ru-M-Si)的苯转化70%时,环己烯选择高于75%,环己烯收率高于53%,远远超过2012年3月前苯选择加氢制环己烯催化剂(Ru-Zn)工业运行指标:苯转化40%时,环己烯选择性80%左右,环己烯收率32%左右。
该发明催化剂在没有硫酸锌存在下,20分钟,苯转化51.6%时,环己烯选择性达到了81.1%,环己烯收率达到了41.8%,同样超过了2012年3月前工业催化剂的运行指标。这解决了在硫酸锌酸性条件下运行,该工艺对工业设备材质的抗腐蚀性要求高的难题。
该发明采用了原硅酸聚合物作为催化剂保护层,能极大的抑制催化剂聚结长大,延长催化剂的使用寿命。
《单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂及其制备方法》所要解决的关键问题是针对2012年3月前技术不足,提供一种在较高苯转化率下提高环己烯选择性和收率、控制Ru活性组分聚结长大、降低硫酸锌用量的单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂及其制备方法。这种催化剂是通过原硅酸稳定、层层自组装法形成的单层分散型Ru-M-Si(M=Mn、Fe、La、Ce和Zn等)催化剂。
一种单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂,它由活性组分Ru、助剂M和结构稳定剂原硅酸组成,其中M为Zn、Mn、Fe、La和Ce的任意一种;助剂M以碱式硫酸盐的形式存在,Si存在于原硅酸中,原硅酸以硅酸聚合物的形式存在,原硅酸聚合物的网络结构将M的碱式硫酸盐牢固的稳定在活性组分Ru微晶的表面上,M的碱式硫酸盐单层分散或接近单层分散在Ru活性组分表面上;其中活性组分金属Ru、助剂M以其金属元素的原子数来计算,原硅酸以其Si元素的原子数来计算,并以Ru的原子数为1,则催化剂中各组分的原子数配比为Ru为1,M为0.1~1,Si为0.01~0.5。
进一步,所述的助剂M为Zn,Zn/Ru的原子比为18%。
进一步,所述的助剂为Fe,Fe/Ru的原子比为20%。
进一步,所述的助剂为Mn,Mn/Ru的原子比为15%。
进一步,所述的助剂为Ce,Ce/Ru原子比为20%。
进一步,所述的助剂为La,La/Ru的原子比为15%。
一种单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂的制备方法,它包括以下步骤:
第一步,首先在70~100℃下,采用并流法将配置好的质量分数为5%~30%碱溶液和0.05~0.20摩尔/升的Ru3 离子的溶液同时导入带有搅拌的反应槽内,沉淀完成后继续搅拌10~30分钟,控制母液pH在12左右,然后利用氢气将沉淀物连同母液在100~200℃、3~5兆帕H2下还原1~12小时,最后将所得固体用蒸馏水洗涤至滤液中不含Cl-,即得3~5纳米的Ru;
第二步,首先按照活性组分金属Ru、助剂M以其金属元素的原子数来计算,原硅酸以其Si元素的原子数来计算,并以Ru的原子数为1,则催化剂中各组分的原子数配比为Ru为1,M为0.1~1,Si为0.01~0.5,将第一步中得到的纳米Ru和质量分数为1%~10%碱溶液混合,硅酸乙酯和M的前体混合,然后在搅拌条件下,将硅酸乙酯和M前体的混合物加入到纳米Ru和碱溶液的混合物里面,在80℃下继续搅拌5~30分钟,将抽滤所得固体在50~100℃干燥1~12小时,备用;
第三步,通过层层自组装法,将第二步所得固体在1~4摩尔/升的M的盐溶液中还原1~12小时,还原温度为50~150℃,氢气压力为1~5兆帕,使M的碱式硫酸盐单层分散或接近单层分散在Ru活性组分表面上,然后将所得固体用蒸馏水洗涤至无M离子,即得所述的单层分散型Ru-M-Si催化剂。
进一步,所述的第一步中的碱溶液为NaOH,KOH和NH4OH的任一种,质量分数为10%~30%。
进一步,所述的第二步中的碱溶液为NaOH,KOH和NH4OH的任一种,质量分数为3%~10%。
进一步,所述的第二步中的M的前体为M的醋酸盐、硫酸盐或硝酸盐以及其他有机或无机盐的任一种。
进一步,所述的第三步中M盐溶液为M的硝酸盐或硫酸盐。
1、《单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂及其制备方法》中M的碱式硫酸盐为难溶性盐,比ZnSO4更易化学吸附在催化剂和分散剂ZrO2的表面上,M的碱式硫酸盐含有的大量的M离子和结晶水,可以极大地增加活性组分Ru表面的亲水性,促进中间产物环己烯脱附,并有效阻止其进一步吸附,因而提高环己烯选择性。
2、该发明中化学吸附在Ru上的M的碱式硫酸盐可以占据不适宜环己烯生成的活性位,有效阻止苯一步直接加氢生成环己烷的路线,使环己烯选择性升高。
3、该发明中单层分散在Ru微晶表面的M碱式硫酸盐,仍然可以使大部分Ru活性中心具有很好的催化活性,保持适当高的苯转化率,从而获得较高的环己烯收率。
4、该发明中M的碱式硫酸盐中M离子与与活性组分Ru之间的电子相互作用可以改变Ru的电子结构,提高催化剂对环己烯的选择性。
5、该发明区别于传统的共沉淀法制备的Ru-Zn催化剂的第一个特点:在该发明中,催化剂活性组分Ru和助剂M均匀分散,Ru-M-Si催化剂是一个由活性组分金属Ru组成的内核和原硅酸稳定的M的碱式硫酸盐组成的外壳形成的双壳层结构。该双壳层结构可以有效防止Ru活性组分之间直接碰撞而聚结,有效延长催化剂使用寿命。
6、该发明区别于传统催化剂的另一个突出特点:助剂M以碱式硫酸盐的形式单层分散在活性组分Ru微晶表面上。大量研究已经证实单层分散型催化剂具有最好的催化性能。该发明首次将这一理论应用到苯选择加氢制环己烯非负载型Ru基催化剂制备过程中,并首次证实了M的碱式硫酸盐在活性组分金属Ru上单层分散时催化苯选择加氢制环己烯性能最佳。
7、该发明区别于2012年3月前催化剂的第三个特点:该发明催化剂可以在0.2~0.6摩尔/升硫酸锌溶液中使用,也可以在没有硫酸锌溶液中使用,解决了大量硫酸锌存在下对反应容器腐蚀的问题。
8、在该发明中催化剂活性、环己烯选择性和收率超过了2012年3月前文献上报道的最好水平。
1.一种单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂,其特征在于:它由活性组分Ru、助剂M和结构稳定剂原硅酸组成,其中M为Zn、Mn、Fe、La和Ce的任意一种;助剂M以碱式硫酸盐的形式存在,Si存在于原硅酸中,原硅酸以硅酸聚合物的形式存在,原硅酸聚合物的网络结构将M的碱式硫酸盐牢固的稳定在活性组分Ru微晶的表面上,M的碱式硫酸盐单层分散或接近单层分散在Ru活性组分表面上;其中活性组分金属Ru、助剂M以其金属元素的原子数来计算,原硅酸以其Si元素的原子数来计算,并以Ru的原子数为1,则催化剂中各组分的原子数配比为Ru为1,M为0.1~1,Si为0.01~0.5;所述的催化剂的制备方法包括以下步骤:
第一步,首先在70~100℃下,采用并流法将配置好的质量分数为5%~30%碱溶液和0.05~0.20摩尔/升的Ru3 离子的溶液同时导入带有搅拌的反应槽内,沉淀完成后继续搅拌10~30分钟,控制母液pH在12左右,然后利用氢气将沉淀物连同母液在100~200℃、3~5MPaH2下还原1~12小时,最后将所得固体用蒸馏水洗涤至滤液中不含Cl-,即得3~5纳米的Ru;
第二步,首先按照活性组分金属Ru、助剂M以其金属元素的原子数来计算,原硅酸以其Si元素的原子数来计算,并以Ru的原子数为1,则催化剂中各组分的原子数配比为Ru为1,M为0.1~1,Si为0.01~0.5,将第一步中得到的纳米Ru和质量分数为1%~10%碱溶液混合,硅酸乙酯和M的前体混合,M的前体为M的醋酸盐、硫酸盐或硝酸盐,然后在搅拌条件下,将硅酸乙酯和M前体的混合物加入到纳米Ru和碱溶液的混合物里面,在80℃下继续搅拌5~30分钟,将抽滤所得固体在50~100℃干燥1~12小时,备用;
第三步,通过层层自组装法,将第二步所得固体在1~4摩尔/升的M的硫酸盐溶液中还原1~12小时,还原温度为50~150℃,氢气压力为1~5MPa,使M的碱式硫酸盐单层分散或接近单层分散在Ru活性组分表面上,然后将所得固体用蒸馏水洗涤至无M离子,即得所述的单层分散型Ru-M-Si催化剂。
2.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于:所述的助剂M为Zn,Zn/Ru的原子比为18%。
3.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于:所述的助剂为Fe,Fe/Ru的原子比为20%。
4.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于:所述的助剂为Mn,Mn/Ru的原子比为15%。
5.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于:所述的助剂为Ce,Ce/Ru原子比为20%。
6.根据权利要求1所述的催化剂,其特征在于:所述的助剂为La,La/Ru的原子比为15%。
7.根据权利要求1所述的单层分散型苯选择加氢制环己烯催化剂的制备方法,其特征在于:它包括以下步骤:
第一步,首先在70~100℃下,采用并流法将配置好的质量分数为5%~30%碱溶液和
0.05~0.20摩尔/升的Ru3 离子的溶液同时导入带有搅拌的反应槽内,沉淀完成后继续搅拌10~30分钟,控制母液pH在12左右,然后利用氢气将沉淀物连同母液在100~200℃、3~5MPaH2下还原1~12小时,最后将所得固体用蒸馏水洗涤至滤液中不含Cl-,即得3~5纳米的Ru;
第二步,首先按照活性组分金属Ru、助剂M以其金属元素的原子数来计算,原硅酸以其Si元素的原子数来计算,并以Ru的原子数为1,则催化剂中各组分的原子数配比为Ru为1,M为0.1~1,Si为0.01~0.5,将第一步中得到的纳米Ru和质量分数为1%~10%碱溶液混合,硅酸乙酯和M的前体混合,M的前体为M的醋酸盐、硫酸盐或硝酸盐,然后在搅拌条件下,将硅酸乙酯和M前体的混合物加入到纳米Ru和碱溶液的混合物里面,在80℃下继续搅拌5~30分钟,将抽滤所得固体在50~100℃干燥1~12小时,备用;
第三步,通过层层自组装法,将第二步所得固体在1~4摩尔/升的M的硫酸盐溶液中还原1~12小时,还原温度为50~150℃,氢气压力为1~5MPa,使M的碱式硫酸盐单层分散或接近单层分散在Ru活性组分表面上,然后将所得固体用蒸馏水洗涤至无M离子,即得所述的单层分散型Ru-M-Si催化剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于:第一步和第二步中的碱溶液为NaOH,KOH和NH4OH的任一种。
担载型MoC催化剂的制备及其催化剂加氢转化反应性能研究——学年论文
二氧化碳催化加氢制甲醇研究进展 郑健 摘要 随着全球经济的发展,人类向大气中排放的二氧化碳正对地球生态 系统、社会发展、人类健康以及生活质量产生着日益严重的影响, 控制二氧化碳排放已成为全球性的战略目标, C02 的回收转化利用 是重要途径之一。因此,研究开发二氧化碳的有效活化和固定化技 术成为 C,化学的前沿课题之一,它的实际意义不仅在于能够有效 降低 CO2排放量,而且能够利用自然界中廉价而丰富的碳资源合成重 要的化工产品,“催生”一系列绿色合成工艺,在环境保护、变革 化工原料结构等方面形成良性循环。 关键词: 催化剂 甲醇 加氢转化 二氧化碳 1.1 二氧化碳的来源 二氧化碳的来源有:生物的呼吸作用、化石燃料的燃烧、石灰石煅烧制石 灰过程等。当然,大量化石燃料的燃烧是空气中二氧化碳的主要来源。在过 去的几个世纪,煤、石油、天然气这些富含碳的化石燃料的使用已经使人类 的发展拥有了前所未
蜂窝陶瓷催化剂制备方法的研究
Pd/Ce/Al/ 蜂窝陶瓷催化剂制备方法的研究 作者: 田东旭, 王浩静, 王心葵 作者单位: 中科院山西煤炭化学研究所 刊名: 无机化学学报 英文刊名: CHINESE JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY 年,卷(期): 2001,17(4) 被引用次数: 15次 参考文献(19条) 1. Yao H C;YuYao YF 查看详情 1984 2. YuYao YF查看详情 1984 3. Serre C;Garin F;Belot G;Maire G 查看详情 1993 4. Jermim Nob;O-Bong Yang;Do Heui Kim 查看详情 1999 5. Shalvoy R B;Reueroft PJ 查看详情 1979 6. Grigoris C 查看详情 1997(01) 7.金军;王道;周克斌 查看详情 200
《一种废润滑油全加氢型再生催化剂及其制备方法和应用》的目的是提供一种废润滑油全加氢型再生催化剂及其制备方法和应用,以克服现有废润滑油加氢再生催化剂对重金属适应性差,无法对废润滑油全馏分进行加氢再生等诸多不足。
《一种废润滑油全加氢型再生催化剂及其制备方法和应用》由催化剂载体及活性组分组成,其特点是:活性组分为WO3、NiO及助剂Si,其中WO3占催化剂总重量的28%-38%,NiO占催化剂总重量的4%-8%,Si占催化剂总重量的2%-3%,余量为氧化铝载体;该催化剂的比表面积为230-265平方米/克,孔容为0.47-0.55毫升/克。
《一种废润滑油全加氢型再生催化剂及其制备方法和应用》催化剂的制备方法包括如下步骤:
①制备催化剂载体
按照1:0.015-0.03:0.026-0.046:0.045-0.055的质量比,分别称取氧化铝干胶粉、碳酸氢氨、田菁粉及硝酸(d=1.2)混合,再加入去离子水混捏,挤条为Φ1.6×(3~8)毫米的三叶草型,在室温下放置6小时进行风干,之后于110-130℃温度下干燥3-7小时,然后在700-850℃下焙烧2-3小时,制得氧化铝载体;
②制备共浸液
取质量浓度为57%的偏钨酸铵溶液,按照每1毫升偏钨酸铵溶液0.065-0.085克及0.06-0.07克的比例,向偏钨酸铵溶液中分别加入碳酸镍及有机酸,搅拌溶解制得混合液,再按照混合液:硅酸溶液=1:0.15-0.2的体积比,向混合液中加入硅酸溶液,制得W-Ni-Si共浸液;
③制备催化剂
根据载体吸水率大小,按照每1毫升共浸液0.9-1.0克载体的比例,将所得的氧化铝载体浸入共浸液中,并于常温下浸渍1小时,再在室温下静置6小时进行风干,然后将其在120-130℃温下干燥2小时,最后在750-850℃温度下焙烧2小时即得。
上述有机酸为冰醋酸、柠檬酸或苹果酸中的一种。
该催化剂用于废润滑油加氢时,反应条件为:反应压力8.0-15.0兆帕,反应温度300-380℃,氢油体积比800-1500v/v,体积空速为0.3-1.0小时-1。
《一种废润滑油全加氢型再生催化剂及其制备方法和应用》催化剂是针对废润滑油的特性,选择特定比例的W、Ni双组分金属组合作为活性组分,并配以助剂组分Si,通过各组分的选择和合理配比获得较高的加氢催化活性和选择性。尤其是助剂Si的引入,提高了载体的比表面、酸性、改善活性金属分散度,具有超高比表面积、大孔径、弱酸性,可对废润滑油的全馏分进行加氢,具有很强的脱除S、N、O和非理想组分加氢饱和能力,并具有极强的脱金属和抗金属能力,增强了催化剂的选择性和加氢活性,可以使其中的非理想组分加氢饱和,保留理想组分,得到的产品性能优良。该催化剂应于废润滑油加氢再生工艺,原料无需预处理,直接即可进行加氢,所得到润滑油基础油调合组分,总收率达到100%,不仅提高了再生油品的收率,而且简化了工艺流程,只需一台加氢反应器便可实现废油再生的全过程,生产成本大大降低,提高了经济效益。
2016年12月7日,《一种废润滑油全加氢型再生催化剂及其制备方法和应用》获得第十八届中国专利优秀奖。 2100433B
《一种废润滑油全加氢型再生催化剂及其制备方法和应用》属于催化剂技术领域,具体涉及一种废润滑油全加氢型再生催化剂及其制备方法和应用。