碳化鉬催化劑的研究進展
2011年02月28日 16:19 28176次瀏覽 來源: 中國鉬業(yè) 分類: 鉬
2.1.2 異構化
正構烷烴異構化在提高汽油辛烷值、降低柴油凝點和改善潤滑油基礎油的低溫性能等方面應用廣泛。輕質烷烴異構化在國內、外均受到關注,并有工業(yè)化工藝問世。但輕質烷烴異構催化劑用于C7甚至更長碳鏈烷烴的異構化時,異構選擇性降低,特別在轉化率較高時,伴隨大量裂解產物生成?;阢f或鎢的過渡金屬碳氧化物對正構烷烴異構化反應具有較好的催化性能,尤其對長鏈烷烴具有較高選擇性。
李學斌等以正戊烷為碳源,以氧化鉬為鉬源,采用程序升溫法制備了碳化鉬負載β分子篩催化劑,以正庚烷為模型化合物,在定流化床連續(xù)微反裝置上考察了反應溫度、H2壓力、氫烴比和液時空速對異構化反應的影響。研究結果表明,在最佳反應條件下,正庚烷在β分子篩負載碳化鉬催化劑上加氫異構化轉化率達80%以上,異構烷烴選擇性75%左右,異構體收率接近60%,催化活性明顯優(yōu)于SiC負載碳化鉬催化劑。
Andrew York等對碳氧化鉬催化劑和負載型Pt催化劑的正辛烷異構化性能作了比較。碳氧化鉬上主要產品為甲基和二甲基異構物,幾乎未產生芳烴,裂化產物很少。結果表明,碳化鉬上異構物的選擇性較高(>90%),轉化率接近熱力學平衡(75%),而同樣條件下,Pt催化劑上異構物的選擇性和反應物的轉化率相對較低。此外,碳化鉬還顯示出較高的抗硫氮中毒性能。
Christophe Bouchy等碳化鉬催化劑上進行了正丁烷的異構化實驗。催化劑通過用H2/n-C4H10混合氣體使MoO3發(fā)生碳化得到。研究認為,在MoO3的碳化過程中形成了MoO2和MoOxHyCz2種物質,其中,只有MoOxHyCz對異構化反應有效。進一步探討發(fā)現(xiàn),催化劑晶體中H元素的引入對形成MoOxHyCz的fcc晶體結構起至關重要的作用。
美國埃克森研究工程公司研究表明,以碳化鉬為催化劑不但具有較高的季戊烷氫解選擇性,還具有一定的季戊烷異構化催化活性。這是僅在Pt、Ir、Au金屬表面發(fā)生的反應,說明碳化鉬具備加氫和異構化的雙重功能。
2.1.3 烴類轉化與合成
合成煤氣由H2和CO組成,一般由甲烷生產。一種方法是高溫下混合水蒸氣、甲烷和氧氣,另一種是甲烷干燥重組反應,即
催化劑一般用Au和Pt,但相對昂貴。最早發(fā)現(xiàn)在甲烷制合成氣中碳化鉬具有高催化活性的是英國的 Edman Tsang,他在研究 MoO/SiO甲烷化轉化催化劑時發(fā)現(xiàn),該體系的催化劑有很高的活性,合成氣的收率高得驚人。經過 Tsang研究發(fā)現(xiàn),在反應初期,氧化鉬轉變?yōu)樘蓟f,使碳化鉬具有很高的氧化和甲烷轉化活性。盡管Mo2C可以用作這種催化劑,但需要高溫和長時間,另外Mo2C易形成大顆粒而減小表面積,從而降低催化效率,因此Mo2C作為甲烷干燥重組反應催化劑還沒有商業(yè)化。
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