催化剂性能评价装置组建
焙烧温度对甲醇氧化制甲醛铁钼催化剂结构及性能的影响
默飞世尔科技公司的DXR型共聚焦拉曼光谱仪上 进行，激发波长为532 nm，波数范围为100~1200 cm-1。 SEM表征使用日本电子公司JSM-7001F+INCA XMAX型扫描电镜。XPS表征采用美国Kratos公司的 XSAM800型X光电子能谱仪,Al Ka射线。H2-TPR在 自组装置中进行，称取20 mg试样于石英U型管中， 在高纯N2氛围中以10 V/min的速率升温至300 V， 保温1 h后吹扫冷却至室温；切换成5%H2-95%N2 混合气，流速20 mL/min，待气相色谱基线平稳后， 以10 V/min的速率升温至800 V，保温20 min进行 程序升温还原，记录TCD信号。 1.4催化剂的性能评价
度。其中，甲醇和其它产物经KB-plotQ色谱柱分离 后，由FID检测，其中柱温为120 V，检测器温度为 260 V。甲醛经GDX-502色谱柱分离后，由热导检测 器(TCD)检测，其中柱温为120 V，检测器温度为 166 V。甲醇转化率X(%)、甲醛收率Y(%)和选择性
第3期
张薛诗蕴等:焙烧温度对甲醇氧化制甲醛铁钼催化剂结构及性能的影响
硝酸(AR )，上海麦克林生化科技有限公司；NH3H2O(AR)，T东化学试剂研发中心;无水乙醇(AR)， 广东光华科技股份有限公司；多功能酸度计(PHS320)，成都世纪方舟科技有限公司。 1.2催化剂的制备
称取 12.36 g (NH4)6Mo?O24-4H2O置于500 mL三口 烧瓶中，加150 mL去离子水，搅拌溶解，30 T水浴恒 温条件下，使用2 mol/L硝酸调节钼酸铵水溶液至pH
催化剂性能评价装置如图1所示，甲醇氧化制甲 醛反应在固定床反应器中进行,反应管内径为8 mm。 量取压片筛分后的催化剂1.4mL，并用碎瓷片稀释 至7.0 mL后进行装填;将流速为90 mL/min的空气与 流速为60 mL/min的N2混合后通入甲醇恒温鼓泡器 中，控制混合气中甲醇体积分数为6%~7% ；混合原 料气经过预热炉后进入反应炉，反应温度设定为
催化剂评价装置原理
催化剂评价装置原理
催化剂评价装置是用于评估催化剂性能的设备，其原理涉及多
个方面。
首先，催化剂评价装置通过模拟实际工业生产条件，将催
化剂置于特定反应体系中，以评估其催化活性、选择性和稳定性。
评价装置通常包括反应器、进料系统、产物分析系统和数据采集系统。
其次，评价装置利用不同的反应条件（如温度、压力、进料组
成等）来模拟实际工业反应条件，以确定催化剂在不同工艺条件下
的性能表现。
通过改变反应条件，可以评估催化剂在不同工艺条件
下的适用性和稳定性。
此外，评价装置还可以通过监测反应过程中的关键参数，如反
应速率、产物选择性、催化剂失活速率等，来评估催化剂的性能。
这些参数可以通过在线或离线分析技术进行监测和分析，以获取催
化剂性能的定量数据。
另外，评价装置还可以通过比较不同催化剂的性能来进行评估，从而确定最佳催化剂的选择。
通过对比实验数据，可以评估不同催
化剂在相同条件下的性能差异，从而为工业生产中的催化剂选择提
供参考依据。
总之，催化剂评价装置的原理涉及模拟实际工业条件、监测关键参数、比较不同催化剂性能等多个方面，以全面评估催化剂的性能表现。
这些评价装置的原理和方法对于催化剂研发和工业应用具有重要意义。
工业催化--第四章 催化剂性能评价与测试方法
4、催化剂评价典型实例
• 净化汽车尾气用蜂窝状催化剂活性评价
– 装置流程如图3－11。
• 空气由压缩机送入，经转于流量计计量。
• 苯在恒温的饱和器中与定量空气接触，达到饱和后，在 混需合浓器度中，与再空经气预及热定器量达的到所CO需和的C进4H口8气温体度混。合，达到所
• 这类反应器特别适用于动力学研究。
– 搅拌式无梯度反应器：
• 在气相中，将催化剂装在迅速旋转的蓝筐中。
• 反应器的功能与高速再循环下运转的再循环微分反应器 相类似。
• 其篮筐能以高速运转(最高可达2000转／分)，使反应物 完全混合、并以高线速通过催化剂，这就保证了没有传 质和传热效应，温度也好控制。
– 物理吸附法是通过吸附质对多孔物质进行非选择性 吸附来测定比表面积。
• 物理吸附方法基本原理是多层吸附理论，即BET公式。
• 求比表面关键是实验测出不同相对压力P／P0下所对应 的一组平衡吸附体积，然后将P／V(P0－P)对P／P0作 图，可得到如图2－9所示的直线，直线的截距是1／ VmC，斜率是(C－1)／VmC，由此可求得Vm＝1/截距＋ 斜率。
• 测定已进入装置的气体体积与平衡时残留在空间的气体 体积之差，从而求得吸附量。
• 该BET装置是一套复杂的真空吸附装置，而且经常接触 水银，操作和计算繁琐，一般实验误差约为110％。
• 重量法
– 在改变压力下，由石英弹簧秤吊挂的样品因吸附 前后重量变化所引起弹簧长度变化直接表示出来，
然后用BET公式进行计算。
• 微观的物理结构
– 主要指催化剂的晶相结构、结构缺陷以及某些功能 组分微粒的粒径尺寸等。
• 此外，还有一些性质涉及催化剂表面的化合价 及电子状态、电学和磁学性质等。
16 甲烷部分氧化制合成气Ni_SiO2催化剂的制备、表征和性能评价
实验16甲烷部分氧化制合成气Ni/SiO2催化剂的制备、表征和性能评价（一） 催化剂制备一、实验目的1．了解催化剂制备的常用方法。
2．掌握浸渍法制备负载型催化剂的基本原理和方法并采用干式浸渍法制备Ni/SiO2催化剂。
二、 实验原理催化剂的性能（活性、选择性和稳定性）不仅取决于催化剂的组分和含量，而且与催化剂制备的方法和工艺条件密切相关。
催化剂制备的常用方法有：沉淀法（包括共沉淀）、溶胶－凝胶法、浸渍法、离子交换法、机械混合法、熔融法和特殊制备方法等。
浸渍法是一种常用的制备负载型金属或金属氧化物催化剂的方法。
该方法所制备的催化剂的催化性能不仅与负载的金属或氧化物的种类、含量有关，而且多数情况下还与金属在载体上的分散度及载体的性质有关，此外还受制备方法、溶液的浓度、pH值和后处理等因素影响。
浸渍方法可分为浸入式浸渍和干式浸渍两种。
前一种方法是将载体浸入金属盐（硝酸盐、醋酸盐、氯化物、乳酸盐等）的浓溶液，排掉多余液体后，催化剂在热空气中处理以蒸发溶液并分解金属盐;后一种方法是让载体吸收相当于其孔体积的金属盐溶液，再经烘干、分解。
三、实验仪器和试剂1．仪器容量瓶（100 mL）,坩锅（30 mL）,烘箱,马福炉。
2．试剂Ni(NO3)2·6H2O (A.R.)，硅胶（40 - 60目）。
四、实验步骤1．Ni/SiO2催化剂制备（以10 % Ni/SiO2催化剂为例）：用天平称取43.62 g Ni(NO3)2·6H2O(A.R.)于小烧杯中，加适量二次去离子水溶解，再定容于100 mL容量瓶中，配成1.500 mol/LNi(NO3)2 ( 0.08805 g Ni/mL)水溶液。
2．取1.500 mol/L Ni(NO3)2水溶液6.31 mL于小烧杯中，加水稀释至总体积为8.0 mL。
称取5.0 g经烘干处理过的青岛硅胶（40 ~ 60目），快速将硅胶倒入装有稀释后Ni(NO3)2水溶液的烧杯中并放置10 min。
催化剂工程导论3催化剂性能的评价与表征
（4）收率
R = 反反应应物物AA已起转始化的的物物质质量量（（moml）ol）X 100%
（5）单程收率
Y=
生成目的产物的物质量（mol） 起始反应物的物质量（mol）
X
100%
Y =XS
活性的表达方式及相关参数
催化活性在理论研究中经常采用： 转换频率（Turnover frequency）： 指单位时间内每个催化活性中心上发生反应的次 数。作为真正催化活性的一个基本度量。
防止由于实验条件选择不当埋没好催化剂
了解反应机理，找到薄弱环节，有助于改进催化剂和换代 开发新催化剂。
第二节 动力学研究的意义和作用
化学反应动力学是研究一个化学物种转化为 另一个化学物种的速率和机理的分支科学。 机理：达成所论反应中各基元步骤发生的序 列。
第二节 动力学研究的意义和作用
第三节 实验室反应器
与工业反应器的区别 设计目的 — 解耦 设计三项要求 是催化剂评价和动力测定装置的核心
积分反应器
实验室常用固定床管式反应器，转化率高，进口和出口 物料组成差异大，沿床层有大的温度梯度和浓度梯度， 获得速率数据只能转化率对时空的积分结果，故定名为 积分反应器。
分类： 恒温和绝热 获得恒温：减小管径、用恒温导热介质和用惰性物质稀 释催化剂
催化剂工程导论
Catalyst Engineering Introduction
催化剂性能的评价、测试和表征
第一节 概述
活性： 指催化剂的效能（改变化学反应速度能力）的高低，是任 何催化剂最重要的性能指标
选择性：衡量催化剂抑制副反应能力的大小。
寿命： 指催化剂在使用条件下，维持一定活性水平的时间（单程 寿命）或每次活性下降后经再生而又恢复到许可活性水平 的累计时间（总寿命）。
CBCP-II 催化剂评价实验装置讲义
催化剂评价实验装置讲义2012年10实验一乙酸乙酯的合成一、目的要求1. 掌握酯化反应的原理，熟悉柱塞泵基本操作。
2. 掌握催化剂评价方法和反应器的构造。
二、实验简介乙酸乙酯是一类重要的酯类化合物，具有特殊芳香气味的无色液体，易溶于乙醇和乙醚。
广泛应用于有机合成、医药、合成香料和工业溶剂等领域。
作为工业溶剂，用于涂料、粘合剂、乙基纤维素、人造革、油毡着色剂、人造纤维等产品中；作为粘合剂，用于印刷油墨、人造珍珠的生产；作为提取剂，用于医药、有机酸等产品的生产；作为香料原料，用于菠萝、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的主要原料；用作溶剂，及用于染料和一些医药中间体的合成。
是食用香精中用量较大的合成香料之一，是工业上使用的低毒性溶剂。
还可用作纺织工业的清洗剂和天然香料的萃取剂，也是制药工业和有机合成的重要原料。
化学结构式为：三、实验方法（一）实验过程实验前先将反应器内填装好催化剂，拧紧装置的各接头。
将乙酸和乙醇按1:1混合好，加入原料液储罐，装置送电，打开计算机点击软件图标，打开氮气瓶给装置管路充气，开动柱塞泵将原料打入管路中，在预热器中混合，进入反应器，80℃下常压反应，通过冷凝器、气液分离器，最后收集罐里收集产物，称重。
(二)、实验记录表格1. 红外吸收光谱法、标准物TLC对照法。
2. 核磁共振光谱法。
思考题：1. 加入强酸性离子树脂的目的是什么？是否可以不加？为什么？2. 本反应可能发生那些副反应？产生哪些副产物？3. 是否可用别的物质代替？实验二柴油加氢反应一、目的要求1. 掌握加氢反应的原理，熟悉柱塞泵基本操作。
2. 掌握催化剂评价方法和反应器的构造。
3 熟悉柴油成分，主要杂质的去除方法。
二、实验原理加氢精制是指在一定温度、压力、氢油比和空速条件下，原料油、氢气通过反应器内催化剂床层，在加氢精制催化剂的作用下，把油品中所含的硫、氮、氧等非烃类化合物转化成为相应的烃类及易于除去的硫化氢、氨和水。
关于ACE催化裂化评价装置操作情况一些注意事项
正 逐渐 走 向高度 自动 化 ．很 多仪器 都 能做 到采用 工
作 站进行 一 站式 的全 自动 控制 ．即使 常规故 障也 可
需求量大 ． 价格较高 ， 工 艺装 置 的 建设 投 资相 对 较 低． 所 以在 炼 油 工 业 中 占有 极 重要 的位 置 【 。Ａ Ｃ Ｅ
（ Ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ Ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ Ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ａ Ｃ Ｅ ） ． 即先 进 的
Ａ Ｃ Ｅ装 置示 意 图如 图 １ 所 示 装 置包 括控制 系 统、 催 化 剂装 卸 系 统 、 进 料 系统 、 反应系统 、 再 生 系
统、 油 气分 离 、 收集 系统 及检 测 系统等 七 大部分 。催
化 剂 的积碳 数 据 利 用 Ａ Ｉ 一 １ ０ ０在 线 红 外 Ｃ Ｏ ， 分 析 仪 收集 ： 产物 分 析至少 需要 ２台气 相色谱 仪 ． 其 中炼 厂
自动 化 固定流 化 床催化 裂化 催化 剂评 价装 置 该 装
置模 拟工 业 Ｆ Ｃ Ｃ装 置 中微 球 裂 化 催 化剂 与重 油 催
１ ＡＣ Ｅ装 置 简介
１ ． １ 所 用原 料 与试 剂
料 的 流 化状 态 、 工 艺 参数 和反 应 状 态 ， 最 终 工 艺 效 果与工业 Ｆ Ｃ Ｃ装 置相 匹配 因其 具 有 自动 化 程 度 高、 安 全 系数 高 、 剂／ 油 用 量少 、 耗 时短 、 试验 过 程 具
气分 析 （ Ｒ Ｇ Ａ） 为在 线 模 式 ． 模 拟 蒸 馏分 析 为 离 线模
式。 １ ． ３ 催 化裂 化工 艺流 程
油 化 工科 学 研究 院 、 北 京 石油 化 工研 究 院及下 属 单
催化剂评价实验装置安全操作及保养规程
催化剂评价实验装置安全操作及保养规程安全操作规程1.在进行实验操作前，必须先了解催化剂评价实验装置的使用说明，清楚实验过程中容易出现的危险情况，并采取相应的防范措施，如佩戴个人防护用品等。
2.实验过程中，必须按照操作规程进行操作，严禁将非实验所需物品，如食品、饮料、电子设备等带入实验室。
3.操作人员必须穿戴防护服，佩戴防护手套、护目镜等防护用品，避免药品、试剂、污染物等接触皮肤、眼睛，以免对身体造成危害。
4.实验过程中，必须保持实验室整洁，不得随意堆放物品，避免杂乱无章造成安全隐患。
5.实验完成后，必须彻底清理实验室，并搬出实验室内的药品、器材等物品，保持实验室桌面清洁整齐，防止化学药品、试剂等对健康和环境造成损害。
保养规程1.实验设备和器材的保养必须及时进行，设备、仪器、器材等必须保持干燥、清洁、无尘、无锈、无腐蚀的状态，做到安全、稳定地运行。
2.对于易磨损或容易损坏的设备和器材，必须注意定期检查并更换，以确保实验的稳定性和数据可信度。
3.催化剂评价实验装置的器材需要清洗时，应根据器材使用说明书，采用适当的清洁剂以及处理方法，以免损伤设备造成危害。
4.实验结束后，必须对设备和器材进行检查，确认所有物品妥善保存，是否需要及时修理或更换器材等。
5.长期不使用的设备和器材，必须及时进行保养，以防止因闲置而导致设备、器材等产生生锈或其他损坏现象。
总结催化剂评价实验装置安全操作及保养规程对于实验室行为的规范化、实验数据的可靠保障具有重要作用。
对于操作人员，必须要严格遵守操作规程，保护好自身安全，预防环境污染等不良后果；对于设备和器材的保养，不仅能够提高设备的使用寿命，还能够保障实验数据的质量和真实性，在实验工作以及科研活动中不可或缺。
因此，建立依据实验室特点的安全操作规程和保养规程能够为实验工作和科研活动提供有力保障。
催化剂工程导论3催化剂性能测试评价表征
3.4.2.3 线宽法测平均晶粒大小
金属负载型催化剂的金属分散度，是影响活性的重要因素 高度分散可提供较多活性表面，可具有较高催化剂活性 平均晶粒大小反应活性分散的好坏
3.4.2.4 广延 X-射线吸收精密 结构（EXAFS）分析
• X-射线穿过物质产生吸收，吸收系数随X-光子 能量变化。
原料分析 制备过程 反应过程 — 使用
20种不同技术
差热分析（DTA） 热重分析（TG） 差示扫描量热法（DSC）
3.4.3.1 差热（DTA）分析及其应用
DTA基本原理
试样—参比物 加热—冷却 温差ΔT≠ 0
关于参比
热性质已知 加热冷却过程稳定
关于温差
ΔT≠ 0 ΔT > 0 ΔT < 0
3.4.3.1 差热（DTA）分析及其应用
for the selective hydrogenation of acetylene
3.4.2.5 多晶结构测定
精密X-射线衍射仪具有阶梯扫描装置和高功率X-射线管 粉末衍射 — 键长、键角 X-射线衍射结构测定——分子筛结构研究
分子筛内部原子排列、孔道形状、活性中心 稀土Y型分子筛 5A分子筛
3.4.3 热分析在催化剂研究中的应用
热分析 动态测量 — 快速、简便和连续 用途 — 跟踪热变化
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催化剂的评价、测试和表征
1. 催化剂的活性评价 2. 催化剂的宏观物理性质测定
（1）粒径大小和分布 （2）机械强度 （3）比表面积 （4）催化剂孔结构测定 3. 催化剂微观性质测定和表征 TEM、XRD、XPS、TG/DTA 、TPR、IR等
Nanocrystalline zirconia as catalyst support in methanol synthesis
催化剂评价装置的流程会包括几方面
催化剂评价装置的流程会包括几方面催化剂评价装置是用于评估催化剂性能的实验设备。
下面是催化剂评价装置的操作流程，包括设备准备、样品制备、实验设置和数据处理等步骤。
设备准备：首先，检查催化剂评价装置的各个部件是否正常工作，并确保设备连接稳固。
检查所需试剂、标准溶液和其他实验用品的存量，如不足，及时补充。
准备好实验记录表和笔，在实验过程中及时记录实验数据和观察结果。
样品制备：根据实验需求，选择相应的催化剂样品进行评价。
将催化剂样品准备成适当的形式，如粉末、颗粒或薄膜等。
根据实验要求，可能需要进行研磨、筛分、压片或涂覆等处理。
根据实验计划确定样品用量，并称取合适的样品质量。
实验设置：打开催化剂评价装置的电源开关，待设备自检完成后，进入运行模式。
按照实验要求，设置所需的实验参数，如温度、压力、反应时间等。
根据设备的要求，可能需要使用电脑或控制面板设置参数。
检查实验装置的密封性能，确保系统正常运行。
必要时，可以通过漏气测试或真空泵抽气操作来检查密封性。
校准实验设备，如流量计、温度计、压力表等。
根据设备的要求，使用标准溶液或标定装置进行校准操作。
实验进行：将预先制备好的催化剂样品放入实验装置中的反应器或反应槽中。
启动实验装置，按照实验设置的参数进行反应或评价处理。
在实验过程中，可能需要监测温度、压力和流速等运行状态，并记录相关数据。
根据实验需要，可能需要对实验装置进行操作调整或添加试剂等。
根据实验要求，设置所需的反应时间，待反应完成后停止实验装置的运行。
数据处理：将实验过程中记录的数据整理归档，确保数据的准确性和完整性。
对实验结果进行统计和分析，如计算反应速率、转化率、选择性等指标。
根据需要，可能需要使用计算软件或数据处理工具进行数据分析。
撰写实验报告，详细描述实验方法、结果和结论。
报告中应包括实验目的、实验步骤、数据分析和讨论等内容。
在整个操作流程中，注意以下事项：仔细阅读和遵守催化剂评价装置的操作手册和安全注意事项。
催化剂性能的评价测试和表征
粒度与粒度（径）分布测定
方法 测定粒子范围 37~5000μm 5~150μm 光学显微镜500～1 μm 扫描电子显微镜10～0.01 μm 透视电子显微镜 数百0nm~1nm 0.5～500 μm 0.5～80 μm
①筛分法 ②沉降法 ③显微镜法
④激光散射法 ⑤电导法
机械强度的测定
⒈压碎强度 ⑴单粒抗压碎强度：包括（正（轴向）、侧（径向） 压强度 ⑵堆积抗压碎强度 ⒉磨损性能试验 球磨试验
催化剂的活性和选择性的定量表达，常常采用 下述关系式。若以指定反应物进料的量作为基准， 则：
实验室反应器
典型化学反应器
釜式反应器
管式反应器 塔式反应器 固定床反应器 流化床反应器
釜式反应器
基本结构： ①釜体 ②换热装置
③搅拌装置
高压反应釜
釜式反应器 釜体： 由壳体和上、下封头组成，其高与直径之 比一般在1~3之间。 在加压操作时，上、下封头多为半球形或 椭圆形；而在常压操作时，上、下封头可 做为平盖，为了放料方便，下底也可做成 锥形。
化反应，如列管式固定床反应器。
管式反应器
基本结构
由一根或多根管子 串联或并联构成的 反应器，长度与直 径之比一般大于 ５０～１００。
主要用于气固 相反应
管式反应器
塔式反应器
塔式反应器
硫酸转化器塔式反应器
实验室测试用塔式反应器
固定床反应器
固定床反应器
固定床反应器
原料 蒸汽 调节阀
换热式固 定床反应 器 (列管式)
从综合的角度研讨催化剂各种物理的、化学的
以及物理化学的诸性能间的内在联系和规律， 主要为探求催化剂的活性、选择性、寿命等与 其物理和化学性质间本质上的内在联系和规律。
催化装置
四路气体流量最大流量分别为: ◆ 四路气体流量最大流量分别为: 10ml/min;50ml/min;100ml/min;500ml/min（按要求设计） 10ml/min;50ml/min;100ml/min;500ml/min（按要求设计） 减压阀出口最大压力为： ◆ 减压阀出口最大压力为： 5.5Mpa *本设备具有超温报警、超温掉闸保护功能) 本设备具有超温报警、超温掉闸保护功能)
当 前 位 置
催化剂评价装置/KLCP3010 （标准型） 标准型） 催化剂评价装置
● 产品简介 技术指标 ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ 催化剂装样量： 0-5ml 催化剂装样量： 反应压力： 反应压力： 0-0.3Mpa 0-10Mpa 反应温度： 反应温度： 0-1000℃ 0-600℃ 流量精度： 流量精度： ± 2％ 带有制冷系统（水冷式） 带有制冷系统（水冷式） <可跟据客户要求设计> <可跟据客户要求设计> 可跟据客户要求设计 <石英反应器 石英反应器> <石英反应器> <不锈钢反应器 不锈钢反应器> <不锈钢反应器> <石英反应器 石英反应器> <石英反应器> 不锈钢反应器> <不锈钢反应器 <不锈钢反应器>
当 前 位 置
装置系列● 产品简Fra bibliotek 催化剂评价装置Ⅰ
特点简介： 特点简介：
KLCP3010标准型催化剂评价系统是一套高温、 KLCP3010标准型催化剂评价系统是一套高温、高压 标准型催化剂评价系统是一套高温 催化剂气、液多用途评价反应装置， 催化剂气、液多用途评价反应装置，适用于对催化剂进 行固定床气、液相初活性及稳定性的考察。 行固定床气、液相初活性及稳定性的考察。该装置由三 路气路及一路液路组成，通过减压阀、质量流量计、 路气路及一路液路组成，通过减压阀、质量流量计、汽 化器进入石英反应器或不锈钢反应器冷凝器， 化器进入石英反应器或不锈钢反应器冷凝器，背压阀控 制压力通过气液分离后经六通阀可以与色谱， 制压力通过气液分离后经六通阀可以与色谱，质谱相连 进行分析. 进行分析. 应用领域：可广泛应用于石油化工、化工化学、科研教 应用领域：可广泛应用于石油化工、化工化学、 学等领域。 学等领域。
多级孔ZSM-5分子筛的加氢脱硫性能
多级孔ZSM-5分子筛的加氢脱硫性能吴莉芳;贺海明【摘要】以四头聚季铵盐为模板合成的多级孔ZSM-5分子筛为载体、Pd为金属组分制备新型介孔分子筛基Pd催化剂,考察其对4,6-二甲基二苯并噻吩的加氢脱硫活性,并与其他催化剂进行对比.结果表明,与常规ZSM-5分子筛基Pd催化剂和γ-Al2 O3基Pd催化剂相比,以多级孔ZSM-5分子筛为载体制备的Pd催化剂表现出更高的加氢脱硫活性.该催化剂同时具有介孔和B酸中心,为4,6-二甲基二苯并噻吩的异构化和脱硫反应提供了更多的活性中心,使其能够发生甲基异构化反应,生成3,6-二甲基二苯并噻吩后进行氢解脱硫.【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2019(027)005【总页数】7页(P59-65)【关键词】催化化学;多级孔;ZSM-5分子筛;4,6-二甲基二苯并噻吩;加氢脱硫【作者】吴莉芳;贺海明【作者单位】东营科技职业学院,山东东营257335;东营科技职业学院,山东东营257335【正文语种】中文【中图分类】TQ424.25;TE624.4+31随着对油品中硫含量的限制越来越严格，大分子含硫化合物的有效脱除已迫在眉睫。
由于两个甲基的位阻作用，4，6-二甲基二苯并噻吩已成为最难脱除的大分子含硫化合物[1]。
由于氢溢流作用、金属活性中心和酸中心的协同作用，酸性分子筛负载贵金属催化剂表现出良好的4，6-二甲基二苯并噻吩加氢脱硫活性。
常规硅铝分子筛为单一的微孔孔道，限制了大分子含硫化合物4，6-二甲基二苯并噻吩的传质；常规硅铝分子筛具有较强的酸性，使得催化剂容易积炭失活，同时还会降低产品的液体收率。
现有的有序介孔材料虽然改善了大分子含硫化合物4，6-二甲基二苯并噻吩的扩散限制，但是其酸性较弱，结构稳定性差，对4，6-二甲基二苯并噻吩的加氢脱硫效果不佳。
因此，最适宜的超深度加氢脱硫催化剂的载体应同时具有理想的介孔孔道和良好的酸性。
本研究以四头聚季铵盐为模板合成的多级孔ZSM-5分子筛[2]为载体、Pd为金属组分制备新型介孔分子筛[3]基Pd催化剂，考察其对4，6-二甲基二苯并噻吩的加氢脱硫活性，并与其他催化剂进行对比。
第七章 工业催化剂的评价与宏观物性的测试
孔径分布的测定： 一般大孔范围的孔分布用压汞法
•求比表面的关键，是用实验测出不同相对压力P／P0下 所对应的一组平衡吸附体积，然后将P／V(P-P0)对P／P0 作图
77K时氮在非孔SiO2上吸附的等温线及直线化处理图
C 1 1 斜率 截距 Vm C Vm C Vm 1
比表面积：
• 目前应用最广泛的吸附质是N2，其Sm值为0.162(nm)2，吸 附温度在其液化点77.2K附近，低温可以避免化学吸附。 相对压力控制在0.05—0.35之间，当相对压力低于0.05时 不易建立起多层吸附平衡，高于0.35时，发生毛细管凝聚 作用。实验表明，对多数体系，相对压力在0.05—0.35之
常用测得的比孔容Vg和比表面Sg值计算r； r是表征孔结构情况的一个很有用的平均指标，当我们研究 同一种催化剂，比较孔结构对反应活性、选择性的影响时， 常常是比较催化剂的平均孔半径大小。
r2
Vg Sg
5. 孔径分布及其测定
孔径分布：是指催化剂的孔容积随孔径的变化而变化的情况。 如图研究孔大小和孔体积随孔径变化情况，可得到重要的孔 结构信息。
• 例如Pt和Ni用H2，Pd、Fe用CO或O2。H2和CO只与 催化剂上的金属发生化学吸附作用，而载体对这类 气体的吸附可以忽略不计。 • 同样，测定酸性表面应当选用NH3等碱性气体，而 碱性表面要用CO2等酸性气体作吸附质，在化学吸 附时应当选择合适的温度和压力。
• 式中V为化学吸附气体的体积； • N0为化学吸附反应的化学计量数；S0为一个金属原子占据 的面积，化学计量数N0的意义是指N0个金属原子与一个气 体分子进行反应。
p f 四氯化碳法测定孔容： •在一定的四氯化碳蒸气压力下，四氯化碳只在催化剂的细孔 内凝聚并充满。凝聚了的四氯化碳的体积，就是催化剂的内孔 体积。
催化剂评价装置
催化剂评价装置
催化剂评价装置一般都是非标设计的试验撬装装置，根据不同的催化剂机理，其评价装置的特性、重点、精度都不近相同。
下面，我只是举例说明一些催化剂评价装置的特点，其实，还有一些石油、化工、煤化工、精细化工、生物医药、环保的非标设备也是类似的，并不一定每个设备都有崔催化剂。
1，石油方面，加氢催化剂、烷基化、催化裂化、重整、加氢异构等等，这里涉及的催化剂的试验条件比较宽泛，需要关注的参数有催化剂的空速、稀释比、吸放热反应、高径比、氢油比、氢耗等等，涉及的温度从几十度到500甚至更高温度，催化剂的反应方式有固定床、流化床、移动床、悬浮床、浆态床、沸腾床等等。
2，煤化工方面，最近的煤化工也比较热，从费托合成的反应，到甲醇系列的MT0，MTP，MTA，MTG，DMMN，MTBE，甲醇甲苯PX等等，其催化剂的形式也多种多样，催化剂评价装置在煤化工的应用上，需要有成熟的经验才能少走弯路。
3，环保方面，脱硫脱硝，大气VOCs处理，SCR，污水处理，污泥处理，脱氮，脱磷，脱臭，热解等等，最近随着环保力度的增大，环保的试验设备需求也是越来越多。
4，其它方面，例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、萘二甲酸、环十二酮、异丁烯、液体橡胶、戊醛、等等聚合、精细化工方向，蒸馏、精馏、萃取、吸附、分离的试验，也是需求很大。
5，试验装置需要做好，需要一个认真、耐心的团队，并且不怕挫折和困难，因为大部分催化剂的研发，是属于先进的化工领域，有些创新和设计，都是前人没有的，在执行过程中，遇到困难在所难免。
在我们进行悬浮床研发的过程中，确实勇于面对困难，不断创新和改造，终于实现了连续开车，使得我们的催化剂评价，得到很好的效果，所以，你还是需要根据你的催化剂性能，目标，方向，来选择，适合你的品牌。
催化剂性能评价实验-二氧化碳甲烷化实验
一、实验目的1、熟练掌握浸渍法制备固体催化剂并了解常用催化剂制备方法；2、掌握催化剂活性评价方法及其数据处理方法；3、熟悉热导气相色谱仪的使用及熟练读出谱图；4、能熟练使用流量计、控温仪等控制调节反应参数；5、能了解流程内各装置的相应作用并能进行如气密性检查、流量计校正等前期工作。
二、实验原理合成氨工业，对于世界农业生产的发展，乃至对于整个人类文明的进步，都是具有重大历史意义的事件。
氨是世界上最大的工业合成化学品之一，主要用作肥料。
1990年，世界氮肥的消耗量是8030万吨（以氨计），而世界合成氨装置的生产能力已达1.2亿吨，同年，世界主要氮肥品种的尿素产量为8980万吨。
同年，世界合成氨生产能力的分布，35.4%集中在亚洲，居各洲之首。
其中中国是第一大氮肥生产和消费国。
2.1 原理在合成氨和制氢过程中，甲烷化工序的任务是除去经变换和脱碳后气体中的残余的CO和CO2，得到合格的氢氮气送入合成工序﹑得到高纯度氢作为加氢或其他工序用。
甲烷化过程是既方便又有效﹑经济的气体净化方法，在现代氨厂和制氢广泛采用这一工艺。
催化脱除CO﹑CO2涉及到的反应有：CO2+4H2 = CH4+2H2O ΔH2980=-165.08 kJ/molCO2+H2 =CO+H2OCO+3H2 = CH4+H2O ΔH2980=-206.16 kJ/mol 早期的甲烷化工作大部分局限在一氧化碳的甲烷化，但发现对此反应有活性的催化剂也能催化二氧化碳加氢的反应。
起初实验室工作主要使用镍做催化剂。
对碳的氧化物的甲烷化已经证实了镍催化剂比铁催化剂更活泼，而且有更好的活性，并消除了积碳和生成烃的问题。
大多数的工业甲烷化催化剂含有作为活性相的镍，载在氧化铝等惰性物质上。
某些配方含氧化镁或三氧化二铬作为促进剂或稳定剂。
我国于60年代开发了J101型甲烷化催化剂，70年代，为配合引进300kt/a 合成氨装置所用催化剂国产化，研制成功了J105型催化剂，同期，利用引进技术生产了J103H型催化剂，以后又开发了浸渍型J106低镍甲烷化催化剂。
催化剂工程导论3催化剂性能测试表征评价
3.3.4.1.2 复杂催化剂不同比表面积的分别测定
物理吸附的局限性
化学吸附
测活性比表面积 对表面的选择性 方法
3.3.4.1.2 复杂催化剂不同比表面积的分别测定
3.3.4.1.2 复杂催化剂不同比表面积的分别测定
3.3.4.1.2 复杂催化剂不同比表面积的分别测定
（2）氧化铜和氧化亚铜表面积的测定
比表面积的试验测定
容量法 — 一种经典测定方法，通过测量已知量的气体 在吸附前后体积之差，由此算出吸附的气体量
即测定已进入装置的气体体积和平衡时残留在空间的气 体体积之差，通过气体方程式的计算而求得吸附量。
此法可测量比表面积大于0.1m2的样品
重量法
与容量法类似，不同之处在于吸附量是在改变压力下，由 石英弹簧称吊挂的样品因吸附前后重量变化所引起弹簧伸 长而计算得出的。
通过CO 和O2滴定
（3）镍表面积的测定
通过H2S滴定 Ni+H2S
Ni-S+H2
活性炭孔径和比表面积对TiO2/AC光催化性能的影响
3.3.4.2 催化剂孔结构的测定
催化剂的密度测定
堆 V堆密=V度隙：+V孔堆+V真Vm堆
颗粒密度：
m 颗 V堆V隙
m V孔 V真
（V隙—汞置换法）
催化剂内表面分布在晶粒堆积的孔隙及其晶内孔道（如分 子筛）且反应过程中的扩散传质直接取决与孔隙结构，研 究孔大小和孔体积在不同孔径范围内的贡献（孔隙分布） 可得到非常重要的孔结构信息
3.3.4.2.3 孔隙分布
原子、分子或离子=>晶粒=>颗粒=>球状、条状等Cat.
细孔r<2nm
粗孔r>50nm