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副题名
外文题名
Nonoxidative dehydro-aromatization of methane over Mo and W based HZSM-5 supported catalysts
导师
张鸿斌,曾金龙,林国栋教授指导
学位授予单位
厦门大学
学位授予时间
1999
关键词
甲烷脱氢芳构化 催化剂 天然气
馆藏号
O643.3
唯一标识符
108.ndlc.2.1100009031010001/T3F24.012002664848
馆藏目录
2001\O643.3\166
指金属氧化物特别是过渡金属氧化物为主活性组分的多相催化剂。它可以是单一氧化物,如氧化铝(用于醇脱水)等,常见的是多元金属氧化物,如邻二氧化制苯酐的V2O5-TiO2以及多种杂多酸催化剂。负载在惰性的多...
近代催化重整催化剂的金属组分主要是铂,酸性组分为卤素(氟或氯),载体为氧化铝。其中铂构成脱氢活性中心,促进脱氢反应;而酸性组分提供酸性中心,促进裂化、异构化等反应。改变催化剂中的酸性组分及其含量可以调...
,醇根据羟基碳原子上的氢原子数从多到少依次可称为伯醇、仲醇、叔醇和季醇.首先要搞清楚这两类反应的机理.消去反应是将醇的羟基与相邻碳原子上的一个氢原子一起消去,从而得到一个水分子.所以发生消去反应要求与...
芳构化装置催化剂再生系统工艺改造
某炼厂20万t/a芳构化装置采用氮气-空气法对原有的水蒸气-空气法催化剂再生工艺进行了改造,对比分析了改造前后的工艺流程、主要操作条件及运行情况。结果表明:氮气-空气法再生温度最高为480℃,再生压力为1.52MPa,循环气流量为9000m^3/h;改造后,再生时间由190h缩短至85h,含油污水排放量、蒸汽消耗量分别减少11.40,3.42kt/a。
500t/a甲烷化制天然气催化剂装置竣工验收
2015年12月29日,西南化工研究设计院有限公司设计建设的500t/a甲烷化制天然气催化剂项目,顺利通过中国化工集团公司组织的竣工验收。该项目的投产,使该公司具有自主知识产权的甲烷化催化剂新产品实现了产业化。
选用适宜的催化剂,是提高脱氢反应速度和选择性的关键。脱氢是加氢的逆过程,原则上加氢催化剂也能作为脱氢催化剂使用。但是,由于脱氢和加氢反应条件不同,在选择催化剂时,除注意催化活性外,还应注意以下几点:①耐热性好,保证在脱氢高温环境中不被烧结;②化学稳定性好,在较高温度下具有抗氢气还原和抗水蒸气侵蚀的能力;③脱氢比加氢易使催化剂表面结焦,应易于进行催化剂再生。常用的催化剂为各种金属氧化物(如氧化铁、氧化铬、氧化锌、氧化镁)和各种金属(如铜、银、镍、铂)等。氧化脱氢催化剂除具有脱氢催化剂的性能外,还应具有催化氧化性能,常用的是混合氧化物催化剂(如钼、铋的氧化物,铁、锑的氧化物等),也可用金属催化剂。
首先介绍了钒钛催化剂催化氧化SO2的反应机理及其研究进展,随后综述了影响SO2氧化率的主要因素,主要包括催化剂中V2O5含量、催化助剂、飞灰、壁厚及烟气成分、反应温度等,并详细地分析了各因素对SO2氧化率的影响特性。在此基础上,综述了控制SCR催化剂SO2氧化率的方法。最后指出SO2氧化率控制技术的发展对低SO2氧化率脱硝催化剂的开发、失活催化剂的再生以及废弃催化剂的回用等均有着重要意义。
V2O5对钒钛催化剂的SCR反应和SO2氧化反应均具有强烈的催化作用,且上述两个反应的转化率均与V2O5含量密切相关。研究表明,随着V2O5含量的增加,两个反应的转化率均增加,但是SO2/SO3转化率的增速更快,这是因为SO2的氧化率与催化剂的氧化性密切相关。V2O5晶体是工业制备硫酸所用催化剂的主要活性物质,所以随着V2O5含量的增加,催化剂的氧化性不断增强,使得SO2的氧化率不断提高。由此可知,可以通过适当降低V2O5含量的方式来控制SO2氧化率,但这要以牺牲部分脱硝效率为代价,所以单纯减少V2O5含量并不是控制SO2氧化率的最优路径。
商业SCR脱硝催化剂的主要成分为V2O5活性组分和TiO2载体,此外为了优化催化剂的某些性能,还需要掺杂特定的金属氧化物作为催化助剂,其中最常见的催化助剂为WO3和MoO3,这些催化助剂的存在对SO2氧化率有着一定的影响。
一般而言,WO3的掺杂主要是为了提高催化剂的热稳定性和表面酸性。值得注意的是,SAZONOVA等的研究表明WO3的掺杂还能有效降低催化剂的SO2氧化率,提高其抗硫性能。然而,DUNN等的研究取得了与之相反的结果,认为WO3的掺杂会使催化剂的SO2氧化率提高,MORIKAWA等也获得了相似的研究结果。与WO3的作用相似,MoO3的掺杂也是为了提高催化剂的热稳定性和表面酸性,另外还能增强催化剂的抗As中毒能力。KWON等发现MoO3的掺杂还能够抑制SO2与V=O键的反应,进而减弱SO2在催化剂表面的吸附,且研究还发现催化剂中Mo6 /Mo5 比值越高,抗硫性能就越好。
虽然WO3对SO2氧化率的具体作用存在争议,但催化助剂对SO2氧化率会产生影响已毋庸置疑,这为改善催化剂的抗硫性能提供了一种可能的方法,即通过引入特定的物质来抑制SO2的氧化。
商业SCR催化剂有蜂窝式、平板式和波纹板式等型式,不同型式的催化剂的壁厚有所不同,一般而言,催化剂壁越薄,SO2氧化率越低,但对应的力学性能也会越差。因此,在进行催化剂成型时,应综合考虑力学性能和 SO2氧化率之间的关系。
主要分类
气固相氧化催化剂主要有:
①乙烯氧化制环氧乙烷用的催化剂,(加少量氧化钡为助催化剂)。经过对催化剂和工艺条件的不断改进,以乙烯计的重量收率已超过100%。
②喷涂于碳化硅或刚玉上制成的催化剂,用于从邻二甲苯氧化制邻苯二甲酸酐。钒-钼系氧化物活性组分喷涂于刚玉上制成的催化剂,用于苯或丁烷氧化制顺丁烯二酸酐。这类催化剂的改进是向多组分发展,已有八组分催化剂的出现。载体的形状也由球形改为环形、半圆形 等以利传热。总的趋势是追求高负荷、高收率和产品的高纯度。
③醇氧化成醛或酮,如甲醇氧化成甲醛用的银-浮石(或氧化铝)、氧化铁-氧化钼及电解银催化剂。
④氨化氧化催化剂,20世纪60年代开发了以铋-钼-磷系复合氧化物催化组分载于氧化硅上的催化剂,在此催化剂上通入丙烯、氨、空气,可一步合成丙烯腈。为了提高选择性和收率,减少环境污染,各国均对催化剂不断改进,有的新催化剂所含元素可达15种。
⑤氧氯化催化剂,60年代开发了氯化铜-氧化铝催化剂,在沸腾床反应器中通乙烯、氯化氢和空气或氧可得二氯乙烷。二氯乙烷经热裂解得氯乙烯单体。此法对在电力昂贵而石油化工发达的地区发展聚氯乙烯很有利。