双金属催化剂催化乙炔选择加氢反应的研究

发布时间：2017-08-13 22:20

  本文关键词：双金属催化剂催化乙炔选择加氢反应的研究

  更多相关文章： 乙炔 选择加氢 双金属 Pd-Cu Cu-Ni

【摘要】：乙烯是一种重要的化工原料,中国的乙烯进口依赖度很高,作为一个煤炭产量大国,有大量低廉的乙炔产生,用乙炔选择加氢制备乙烯是一个摆脱对国外乙烯依赖的有效途径,具有很好的工业前景。单金属催化剂作为乙炔加氢催化剂具有很大的缺点,单金属钯催化剂与单金属镍催化剂具有较高的乙炔转化率,但是乙烯的选择性较差,单金属铜催化剂具有较高的乙烯选择性,但是乙炔转化率很低。本文考察了钯铜双金属催化剂在乙炔选择加氢过程中的催化性能。铜作为一种活性组分,具有加氢活性；作为助催化剂,具有增强乙烯选择性的作用。钯催化剂中引入第二组分铜,催化性能良好,研究了不同的铜和钯含量对催化剂催化性能的影响,并探究了钯铜双金属催化剂具有高活性的原因。结果表明,钯铜双金属催化剂维持乙炔的转化率在较高的水平上,并大大增加了乙烯的选择性,具有优良的催化性能,乙炔转化率达到100%,乙烯选择性达到90%。工业上大量使用钯基催化剂,成本很高。铜镍双金属催化剂被认为是最有可能替代钯基催化剂的催化剂体系,本文采用多种制备方法,制备了以粗孔硅胶和三氧化二铝为载体的铜镍双金属催化剂。考察各催化剂的催化性能,溶胶凝胶法(sol-gel)及水热法铜镍催化剂活性很低,用共沉淀法制备的CuNi/SiO2(cp)催化剂、浸渍法制备的CuNi/Al2O3(im)催化剂及共沉淀法制备的CuNi/Al2O3(cp)催化剂具有较高的催化性能。对粗孔硅胶为载体的铜镍催化剂来说,共沉淀法制备的催化剂比浸渍法制备的催化剂活性提高很多,200℃下,氢炔比为4,空速为24000 cm3·gcat-1·h-1时,乙炔转化率从30%升至93%,大大提升了催化剂的反应活性,乙烯选择性只是略有下降,维持在80%左右,表现出了与贵金属钯基催化剂相当的催化性能,具有广泛的工业前景。
【关键词】：乙炔 选择加氢 双金属 Pd-Cu Cu-Ni
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-16
• 第一章 绪论16-26
• 1.1 乙炔选择加氢工艺简介16-19
• 1.1.1 煤化工领域中的应用16-17
• 1.1.2 石油化工领域中的应用17-19
• 1.2 乙炔选择加氢反应机理19-20
• 1.2.1 动力学反应机理19
• 1.2.2 热力学反应机理19-20
• 1.3 乙炔加氢反应催化剂20-24
• 1.3.1 载体的研究20-21
• 1.3.2 催化剂活性组分的研究21-24
• 1.4 本课题的立题依据及意义24
• 1.5 主要研究内容24-26
• 第二章 实验内容与研究方法26-32
• 2.1 实验原料与仪器26-27
• 2.2 催化剂制备27-29
• 2.2.1 单金属催化剂的制备27-28
• 2.2.2 钯铜催化剂的制备28
• 2.2.3 铜镍催化剂的制备28-29
• 2.3 反应装置和催化剂活性评价29-30
• 2.4 催化剂的表征方法30-32
• 2.4.1 X射线衍射30-31
• 2.4.2 氢气程序升温还原(H_2-TPR)31
• 2.4.3 透射电镜31
• 2.4.4 原位红外光谱(IN SITU DRIFTS)31-32
• 第三章 Pd-Cu催化剂催化乙炔加氢的研究32-54
• 3.1 引言32
• 3.2 单金属铜和钯催化剂的活性评价32-35
• 3.2.1 温度对单金属铜催化剂催化性能的影响32-33
• 3.2.2 载体对单金属铜催化剂催化性能的影响33-34
• 3.2.3 温度对单金属钯催化剂催化性能的影响34-35
• 3.3 钯铜双金属催化剂的活性评价35-46
• 3.3.1 载体对催化性能的影响35-36
• 3.3.2 铜的质量分数对催化性能的影响36-39
• 3.3.3 钯的质量分数对催化性能的影响39-41
• 3.3.4 空速对催化性能的影响41-43
• 3.3.5 氢炔比对催化性能的影响43-46
• 3.4 钯铜催化剂的表征46-51
• 3.4.1 催化剂的H_2-TPR分析46-48
• 3.4.2 催化剂的XRD分析48-50
• 3.4.3 催化剂的TEM分析50
• 3.4.4 催化剂的原位红外光谱(IN SITU DRIFTS)分析50-51
• 3.5 本章小结51-54
• 第四章 Cu-Ni催化剂催化乙炔加氢的研究54-70
• 4.1 引言54
• 4.2 单金属镍催化剂的活性评价54-55
• 4.3 双金属铜镍催化剂的活性评价55-63
• 4.3.1 不同制备方法对铜镍催化剂催化性能的影响55-57
• 4.3.2 温度对催化性能的影响57-59
• 4.3.3 氢炔比对催化性能的影响59-61
• 4.3.4 空速对催化性能的影响61-63
• 4.4 铜镍催化剂的表征63-68
• 4.4.1 催化剂的H_2-TPR分析63-67
• 4.4.2 催化剂的XRD分析67-68
• 4.4.3 催化剂的TEM分析68
• 4.5 本章小结68-70
• 第五章 总结与展望70-72
• 5.1 总结70
• 5.2 论文创新点70-71
• 5.3 研究展望71-72
• 参考文献72-78
• 致谢78-80
• 作者及导师介绍80-81
• 附件81-82

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李亮荣;丁永红;王飞;欧阳红霞;曾晶晶;孙戊辰;;乙醇水蒸气重整制氢双金属催化剂Ni-Co/La_2O_2CO_3的研究[J];应用化工;2013年05期

2 王承玉;铂锡双金属催化剂上烷烃反应特征的考察[J];应用化学;1984年04期

3 陈立班;苏跃;彭汉;;用负载双金属催化剂合成聚醚[J];广州化学;1993年03期

4 顾榜;金亚美;徐程;李金林;;钴含量对铁钴双金属催化剂的费-托合成催化性能的影响[J];华中师范大学学报(自然科学版);2012年05期

5 吕长江;;硫对“3741”双金属催化剂运行影响的报告[J];燕山油化;1985年02期

6 过中儒,史鸿鑫,徐慧珍;钯系双金属催化剂的制备及其表面性质[J];催化学报;1993年01期

7 黄唯平,张书笈,关新新,吴世华,赵维君;负载镍、铜双金属催化剂的表征及催化性能[J];天然气化工;1996年02期

8 周卫东;双金属催化剂的专利分析及对策[J];精细石油化工进展;2000年11期

9 周娅芬,陈骏如,李瑞祥,赵松林,李贤均;水溶性含钌-铂双金属催化剂催化卤代芳香硝基化合物选择性加氢[J];高等学校化学学报;2004年05期

10 张俊;李云平;王保玉;;双金属催化剂体系催化过氧化氢分解反应[J];化学研究;2011年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 高燕;陈慕华;储伟;洪景萍;张雄伟;慈志敏;;高分散度铱基双金属催化剂的研制与选择加氢制乙烯[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(下)[C];2004年

2 王爱琴;李婉君;张磊磊;张涛;;含金双金属催化剂催化精细化学品的绿色合成[A];中国化学会第28届学术年会第1分会场摘要集[C];2012年

3 孟庆朝;张铁莉;周长山;董玉环;;高岭土负载双金属催化剂水相催化脱卤的研究[A];中国化学会第四届有机化学学术会议论文集（上册）[C];2005年

4 汤禹;戴翼虎;徐少丹;范杰;;限域合金作用提高金钯双金属催化剂的热稳定性和抗氧化能力[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年

5 赵静;马红;宋奇;高进;于维强;徐杰;;X型分子筛担载的双金属催化剂用于丙三醇加氢裂解研究[A];中国化学会第27届学术年会第01分会场摘要集[C];2010年

6 刘洪阳;马丁;孙军明;包信和;;置换法制备AgAu/SBA-15双金属催化氧化一氧化碳[A];第十一届全国青年催化学术会议论文集（下）[C];2007年

7 王瑞义;吴志伟;秦张峰;朱华青;王浩;董梅;樊卫斌;王建国;;碳纳米管负载金钯双金属催化剂上甲醇选择氧化制甲酸甲酯[A];第十四届全国青年催化学术会议会议论文集[C];2013年

8 吕爱花;董园园;金明善;索掌怀;徐秀峰;安立敦;;金基双金属催化剂的制备及其对CO的催化氧化[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年

9 杨玉霞;赵世芳;徐贤伦;;Pt-Cu双金属催化剂的乙酸催化燃烧性能研究[A];第五届全国工业催化技术与应用年会论文集（下册）[C];2008年

10 崔名全;张昭;黄学超;张明俊;;担载双金属催化剂对Heck反应的作用[A];第九届全国化学工艺学术年会论文集[C];2005年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 百川;双金属催化剂降低燃料电池成本[N];中国化工报;2014年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 徐伟;氧化物表面负载Ti/Zr有机金属催化剂及Pd/Cu双金属催化剂的制备和性能研究[D];陕西师范大学;2015年

2 江涛;含镍双金属催化剂上有/无外供氢条件下甘油氢解性能研究[D];华东理工大学;2015年

3 赵柠;新型硅胶负载型铬钒双金属催化剂的制备及乙烯聚合研究[D];华东理工大学;2014年

4 范琛;镍基、钌基双金属催化剂上甲烷脱氢与苯加氢反应的密度泛函理论研究[D];华东理工大学;2012年

5 刘杰;聚酯类生物降解材料制备及其反应动力学研究[D];大连理工大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王晓琳;CH_4-CO_2重整反应镍钴双金属催化剂性能研究[D];山东大学;2015年

2 项建峰;高分散性负载型镍钴双金属催化剂的制备、表征及其选择加氢性能研究[D];北京化工大学;2015年

3 董华;Pt-Sb双金属催化剂催化甘油氧化制备二羟基丙酮[D];华东理工大学;2016年

4 张宏;甘油氢解制备1,3-丙二醇Ir-Re双金属催化剂的结构调控[D];华东理工大学;2016年

5 刘雪景;活性炭负载镍催化剂的制备及催化甲苯水蒸气重整研究[D];中国矿业大学;2016年

6 任重远;新型磁性金属有机骨架催化剂的制备及其Heck反应性能研究[D];北京化工大学;2016年

7 刘洁;双金属催化剂催化乙炔选择加氢反应的研究[D];北京化工大学;2016年

8 王英;用于苯甲醇氧化反应中的高效金基双金属催化剂的合成及其性能研究[D];复旦大学;2011年

9 邢新峰;多孔双金属催化剂的制备及其催化性能研究[D];山东大学;2012年

10 刘清港;金—钯双金属催化剂的制备及其加氢性能研究[D];大连理工大学;2014年

，

本文编号：669317