单片扩散反应器测定气-固催化反应中的有效扩散系数——Ⅰ.多孔介质中的扩散系数

根据多孔介质的“尘埃气”模型,用单片扩散反应器测定了气体在Pd/HM型轻质烷烃异构化催化剂中的有效努森扩散系数、有效分子扩散系数及粘性流动参数。考察了压片条件对催化剂内孔结构参数的影响。压片催化剂能很好的模拟工业挤条异构化催化剂的孔分布。实验结果表明,该反应器装置在室温到350℃条件下具有满意的结果。     

A301氨合成催化剂工程参数研究与测定：Ⅲ.曲折因子的测定

采用动态法,在单颗粒线反应器中对Ａ３０１氨合成催化剂的曲折因子进行了测定。由自行开发的计算机采样系统自动分析脉冲－应答曲线,通过参数估值得到颗粒内的有效扩散系数,从而得出催化剂的曲折因子经测定Ａ３０１催化剂的曲折因子为３．２８。     

A301氨合成催化剂工程参数研究与测定 III.曲折因子的测定

采用动态法 ,在单颗粒线反应器中对 A30 1氨合成催化剂的曲折因子进行了测定。由自行开发的计算机采样系统自动分析脉冲 -应答曲线 ,通过参数估值得到颗粒内的有效扩散系数 ,从而得出催化剂的曲折因子。经测定 ,A30 1催化剂的曲折因子为 3.2 8。     

KD306型耐硫甲烷化催化剂有效扩散系数的测定

基于开发的计算机取样系统,采用ＳＰＳＲ法脉冲动态测试ＫＤ３０６型耐硫甲烷化催化剂的有效扩散系数。线性化和参数估值的结果吻合较好,证实：线性化简化是合理的,参数估值是可用于有效扩散系数。ＫＤ３０６型耐硫甲烷化催化剂的曲折因子为７．２。     

双茂基希夫碱稀土络合物/NaH 体系催化1，5-己二烯异构化反应

研究了双茂基希夫碱稀土络合物/NaH体系催化1,5-己二烯的异构化反应。异构化反应生成1,4-己二烯、2,4-己二烯、1,3-己二烯、亚甲基环戊烷和甲基环戊烯的混合物。同时研究了异构化反应中不同催化剂、反应温度、催化剂用量和时间对异构化速率及产品组成的影响。产物中线型产物与环状产物的比率取决于所用的催化剂及反应条件。     

催化剂对富马酸二甲酯制备的影响

使用不同的催化剂制备富马酸二甲酯，研究催化剂在制备过程中的作用和对结果的影响。催化剂包括酯化催化剂和异构化催化剂，分别催化富马酸的酯化和马来酸（酯）的异构化。     

丝光沸石催化剂上正己烷异构化反应机理

以轻质烷烃异构化中试放大用的丝光沸石催化剂为研究对象,运用“原位”红外反应技术和催化剂活性评价手段,并结合反应动力学参数计算,探讨了正已烷异构化反应机理。结果表明,可用五配位反应中间物种机理解释正碳离子的生成。用双分子六元环反应中间物机理能较好地解释正已烷在氢型丝光沸石(HM)上的异构化过程。对正已烷在Pd/HM上的反应过程也可用正碳离子机理结合双分子六元环中间物机理解释。     

耐硫甲烷化催化剂粒内状态研究

基于开发的计算机取样系统,采用ＳＰＳＲ法脉冲动态测试ＫＤ３０６型耐硫甲烷化催化剂的有效扩散系数。线性化和参数估值的结果吻合较好,证实：线性化简化是合理的,参数估值是可用于有效扩散系数。ＫＤ３０６型耐硫甲烷化催化剂的曲折因子为７．２。     

双茂基锲夫碱稀土络合物／NaH体系催化1，5—己二烯异构化反应

研究了双茂基希夫碱稀土络合物／NaH体系催化1，5－己二烯的异构化反应。异构化反应生成1，4－己二烯、2，4－己二烯、1，3－己二烯、亚甲基环戊烷和环戊烯的混合物。同时研究了异构化反应中不同催化剂、反应温度、催化剂用量和时间对异松化速率及产品组成的影响。产物中线型产物与环状产物的比率取决于所用的催化剂及反应条件。     

正己烷异构化催化剂酸性质的研究

采用正丁胺化学吸附和程序升温脱附(TPD)的方法,探讨了丝光沸石(Ⅰ)的残钠量、硅铝比对催化剂表面酸性质的影响,并和催化剂上正己烷异构化反应活性作了关联。还结合用吡啶作探针分子的FT-红外光谱分析,探讨了Ⅰ中引入第Ⅷ族过渡金属元素后对催化剂表面酸性质的影响。结果表明:Ⅰ上的表面酸中心区分为两类:一类是酸强度较弱(TPD谱峰顶温T_M<350℃)的低温酸性中心;另一类是酸强度较大(T_M>350℃)的高温酸性中心。对正己烷异构化反应主要是后者起催化作用。在较低的硅铝比下,Ⅰ经部分脱铝,有助于提高催化剂表面的酸强度和酸浓度。第Ⅷ族过渡金属元索引入Ⅰ中,将优先定位于强的B酸中心附近,并明显改变了Ⅰ的表面酸中心分布,使之有利于异构化反应。     

甲醇重整微槽道反应器的性能

为了解决燃料电池系统的稳定氢源问题,研制了一种新型的甲醇重整微槽道反应器加工工艺方法。通过电火花加工技术在合金片上加工出平行的槽道,然后通过扩散焊将十多层的合金片焊接在一起,再通过溶胶-凝胶方法将催化剂涂层负载到微槽道反应器的内壁上。微槽道反应器的整体尺寸为40 mm×40 mm×8 mm。考察了催化剂涂层的配比、反应温度、水醇比、进料速度、反应时间对甲醇重整微槽道反应器性能的影响。结果表明:当反应温度、进料速度、水醇摩尔比分别为282°C、6 cm3/h、1.3时,该微槽道反应器的氢气产率可满足11W燃料电池的需要。     

Pt和Al2O3改性SO2-4/ZrO2正己烷异构化反应性能

在保持其他制备条件,如pH、干燥条件、焙烧温度、Pt的浸渍条件以及Al2O3和Pt的含量相同的情况下,通过Al的不同引入方法,即共沉淀法(CP)、成型法(SH)、悬浮法(SU)和混和法(MI),制备了4种Pt-SO42-/ZrO2-Al2O3(PSZA)催化剂。使用N2吸附和微库仑仪分析了催化剂的组织结构和硫含量。分别使用X射线光散射仪(XRD)、H2程序升温还原(TPR)及NH3程序升温解析(TPD)研究了催化剂的晶相结构、氧化还原性质和表面酸性质。在固定床反应器上考察了反应温度对催化剂正己烷异构化反应的影响和异构化产物分布。成型法催化剂仅探测到四方晶相,表明该种Al的引入方法延缓了四方相转为单斜相;并且成型法催化剂具有一个强的最低的TPR还原峰温度,表明Al的成型引入法增强了硫的还原。催化考评结果表明成型法催化剂具有最高的催化性能。催化剂的物化表征结果表明了催化活性同催化剂的氧化还原性质关联较好,而同硫含量、酸强度及强酸位数量关联性不好。实验结果表明Al的引入方式对于PSZA催化剂在正己烷异构化中具有高催化活性非常关键。     

Pt和Al2O3改性SO4^2-/ZrO2正己烷异构化反应性能

在保持其他制备条件,如pH、干燥条件、焙烧温度、Pt的浸渍条件以及Al2O3和Pt的含量相同的情况下,通过Al的不同引入方法,即共沉淀法(CP)、成型法(SH)、悬浮法(SU)和混和法(MI),制备了4种Pt-SO42-/ZrO2-Al2O3(PSZA)催化剂。使用N2吸附和微库仑仪分析了催化剂的组织结构和硫含量。分别使用X射线光散射仪(XRD)、H2程序升温还原(TPR)及NH3程序升温解析(TPD)研究了催化剂的晶相结构、氧化还原性质和表面酸性质。在固定床反应器上考察了反应温度对催化剂正己烷异构化反应的影响和异构化产物分布。成型法催化剂仅探测到四方晶相,表明该种Al的引入方法延缓了四方相转为单斜相;并且成型法催化剂具有一个强的最低的TPR还原峰温度,表明Al的成型引入法增强了硫的还原。催化考评结果表明成型法催化剂具有最高的催化性能。催化剂的物化表征结果表明了催化活性同催化剂的氧化还原性质关联较好,而同硫含量、酸强度及强酸位数量关联性不好。实验结果表明Al的引入方式对于PSZA催化剂在正己烷异构化中具有高催化活性非常关键。     

Pd/NiSMM上正己烷异构化的反应机理

通过对正已烷在Pd/NiSMM催化剂上的异构化反应产物分布的分析,以及与负载钯的氢型丝光沸石催化剂(Pd/HM)反应行为的比较,认为在Pd/NiSMM上烷烃异构化反应遵循既有双功能催化机理又有酸催化机理的综合催化反应机理。正构烷烃先按双功能催化机理生成单侧链异构烷烃,再在酸性中心作用下生成多侧链异构烷烃。双功能催化反应中所需要的Bronsted酸中心主要是在还原过程中产生的。镍的还原在提供了主要的金属催化功能的同时产生了大量的质子酸。钯的作用主要是促进镍的还原。我们发现Pd/NiSMM催化剂上的金属催化功能有余而酸性催化功能不足,因而设法增强其酸催化功能是改进该催化剂的方向。     

复合方式对SAPO-11/MOR复合分子筛催化剂临氢异构化性能的影响

采用捏合法和混合法制备得到Pt负载SAPO-11/MOR复合分子筛催化剂,采用XRD、BET及NH3-TPD表征了其物化性质。以正庚烷为模型化合物,考察了捏合法和混合法2种不同方法制备的Pt负载型复合分子筛催化剂Pt-SAPO-11/MOR和Pt-SAPO-11//Pt-MOR的异构化催化性能。结果表明,Pt-SAPO-11/MOR和Pt-SAPO-11//Pt-MOR催化剂的异构化催化性能差异较大。捏合法减少了复合分子筛催化剂的强酸中心,同时,其催化剂中不同类型分子筛间的结合更为紧密,使反应中间体及产物更容易在分子筛间迁移,其协同作用促进了多支链异构体的生成。     

丙酮在固定化活性污泥凝胶颗粒内有效扩散系数的测定

为研究不同凝胶颗粒的扩散性能和两种测定方法之间的差异,采用浸入法和浸出法,测定了丙酮在4种固定化海藻酸钙凝胶颗粒内的有效扩散系数,测定结果为1.4×10-8～1.9×10-8 m2/min.实验结果表明:对于丙酮,两种测定方法略有差别,浸出法测定的有效扩散系数的大小与颗粒投入蒸馏水时球体表面的丙酮多少有关系.浸入法中包埋粉末活性炭的凝胶颗粒比不包埋粉末活性炭的有效扩散系数大,而浸出法得到的结果与其相反.浸入法和浸出法均得出包埋活性污泥的凝胶颗粒比不包埋活性污泥的有效扩散系数要小的结论.     

水蒸汽在调湿剂中有效扩散系数的测定

采用“单粒柱”新技术，测定了水蒸汽在粒状调湿剂中的有效扩散系数。以不同粒度、不同种类载气、不同吹扫气速进行测定，结果一致。表明：水蒸汽在粒状调湿剂中的扩散为粒子内扩散控制。以本法测定和对比了不同调湿剂中水蒸汽的有效扩散系数。     

正戊烷的异构化反应活性与丝光沸石催化剂表面酸性的关系

本文在280℃和临氢总压为1.961M Pa的反应条件下,考察了正戊烷在氢型丝光沸石和0.5(重)%钯/氢型丝光沸石上异构化反应的活性和选择性,并以钯啶作探针,用脉冲色谱法和红外光谱法测定了催化剂的酸量及酸位性质。结果表明,氢型丝光沸石上存在着催化正戊烷异构化和裂化反应的两种活性中心,该沸石孔道内部脱铝位附近的强酸中心可能是正戊烷的裂化反应活性位,钯的引进将优先定位于这一强酸中心附近,因而去除了裂化反应源,改善了正戊烷异构化反应的选择性。     

铂-丝光沸石型烷烃异构化催化剂的研制

C_5、C_6轻质烷烃的异构化,就是在催化剂的作用下将低辛烷值的C_5和C_6正构烃转化为高辛烷值的C_5和C_6异构烃。这一工艺国外早已实现工业化了。为了尽快在我国发展烷烃异构化工艺,对其催化剂进行广泛深入的研究是非常必要的。本文以丝光沸石为载体,详细考察了钠含量,硅铝比、铂含量以及活化条件等制备因素对催化剂活性的影响,从而制成了性能较好的Pt-HM催化剂。260℃戊烷异构化率达66—68%。     

设置导热片对固定床反应器操作的影响

本文以苯催化氧化为工作反应,研究了管式固定床反应器中设置金属铝片作为惰性导热片对反应器操作的影响。实验表明:导热片的设置,提高了床层有效热导,使床层热点位置移前,并提高热点前的床层温度;在相似的操作范围内,产品收率提高2%;进料浓度可提高20%。同时,扩大了操作多态区,提高了反应器操作稳定性,改善了反应器的操作弹性。