乙胺催化剂热重分析研究

科研开发化工科技20094)3~45ScIeNCE technology chemical industry乙胺催化剂热重分析研究*周树侠姚剑山郝凤岭中国石油吉林石化公司研究院吉林吉林132021)摘要深用热重分析方法对乙胺催化剂进行热重分析计算出催化剂的组成确定催化剂焙烧温度和焙烧时间并对催化剂使用后的状态进行了测定对催化剂的制备及使用有一定的指导作用。关键词乙胺热重分析催化剂中图分类号TQ26.31文献标识码:文章编号:0080512001)40043-03采用热分析技术可以跟踪催化剂的制备过程和催化反应过程的热量变化、重量变化及状态变2结果及讨论化1可以确定催化剂的活性组分2活性组分与2.1催化剂组成的确定载体的相互作用3-4活性组分还原价态催化剂根据制备催化剂的过程推断,合成后的催化制备条件、助催化剂作用机理s还可以对催化剂剂经过120℃热处理后其组成是碱式碳酸镍。老化、中毒及积碳行为进行研究6为催化剂的制其可能存在的形式如下备、使用提供有价值的数据。笔者采用热重分析碱式碳酸镍(1)N(OHCO;4H2O〔2)Ni方法对乙胺催化剂进行热重分析汁算出催化剂(OHCO34H2O(3)OHCO34H2O的组成确定催化剂焙烧温度和焙烧时间并对催为确定其属于哪一种组成对其进行热重分化剂使用后的状态进行了测定对催化剂的制备析得到的热重谱图见图。由图中曲线求得其及使用有一定的指导作用分解的实际失重率。1实验部分1.1样品来源合成催化剂和进囗催化剂101.2仪器岛津DT-30B热分析仪日本3实验条件称量量程:±10mg测量量程:5mg温度量程50mV;升温速率:10℃/min;记录纸速:1.25cm/min载气空气30ml/min中国煤化工收稿日期200012-20修回日期2001-05-15作者简介凋树侠(1964-),女(汉族),吉林省农安县人CNMHG师所撰写的论文《JHCK-02催化剂热失重再生动力UU热x理以催化剂样品热重谱分析》一文获得吉林省石油化工第五届学术年会论文兴重点项目乙胺催化剂研制项目被列为化工部重点科分别把碱式碳酸镍的几种可能组成按分解方10的上业生产装置197年应用于300a的业程式減式碳酸镍=NO+HO↑+CO2↑生产装置化工科技第9卷计算出理论失重率与实际失重率比较见表表1理论失重与实际失重的比较子式理论失重率/%实际失重率/%2. Ni( OH )CO; 4H,03. NiA OH X CO,):4H,O通度由表1可看出3式理论失重值与实际失重值最接近因此该催化剂碱式碳酸镍组成应为Nis图3放置几个月后的进口催化剂热重谱图(OH X CO3:4H2Oo2.2催化剂焙烧温度和时间的确定合成后的催化剂需经焙烧使其分解成金属氧化物的状态再经还原处理方可用于催化反应中。焙烧温度和时间可通过热分析来确定。由图1的热重曲线可看出,曲线上有两个失重阶梯第一个阶梯温度在150℃左右是失去结晶水第二个阶梯温度在360~450℃是催化剂3.0的分解。也就是说该催化剂在360~450℃温度温度C区间分解。低于这个温度区间催化剂分解不完图4放置于密闭干燥器內的进口催化剂热重谱图全温度过高可能造成部分催化剂烧结。因此催化剂焙烧温度可选在400~450℃表2进口催化剂热重分析比较另外对已经焙烧3h和5h后的催化剂进行催化剂温度/℃重量变化/%镍的体相形态热重分析表明焙烧3h的样品还有8.7%的失重新催化剂30-160-29单质镍量而焙烧5h的样品失重量很小。这说明焙烧单质镍235~325单质镍时间短催化剂分解不完全。因此在现有条件下,存放几个月35-19氧化镍氧化镍焙烧时间应选5h320~700氧化镍2.3进口催化剂样品的热重分析干燥器中30~175的催化剂175-2300单质镍对进口催化剂刚拿来的样品、放置几个月的样230-330单质镍品和放于密闭干燥器中的样品分别进行了热重分析。谱图见图2图3、图4其对比结果见表2催化剂在热重分析过程中出现失重是失去吸附水、其他吸附质及某些物质的分解、积碳等增重是催化剂中的单质镍被空气中的氧氧化成氧化镍出现增重现象。由表2可看出新催化剂与放式1.0置几个月的催化剂失重量相差很大,且存放几个月的催化剂不再有增重现象即其中不再含有单质大化r千闭王榀巽中的催化剂变化却不中国煤化工3.0这说明在存放进口催CNMH,措施经过一段时间的温度AC放置催化剂中的单质镍会发生变化。因此建议应欢进口催化剂进行妥善保管防止催化剂发图2进口催化剂热重谱图生变化影响催化性能。第4期周树侠等.乙胺催化剂热重分析研究2.4催化剂使用前后的改变对评价后不同床层部位的催化剂自制进行将进口催化剂使用前后的样品进行对比分热重分析结果列于表4。析见图2图5。对比结果见表3。表4不同床层部位催化剂的比较催化剂温度/℃重量变化/%床层上部35~300393-520水床层中部385~4床层下部温度℃由表4看出催化剂床层中不同部位增重情况不同床层由上至下催化剂增重量减少说明催图5使用后的进口催化剂热重谱图化剂中单质镍量由上至下减少。表3进口催化剂使用前后比较3结论催化剂温度/℃重量变化/%评价前1)催化剂碱式碳酸镍的组成为N(OHCO b4H,Oo+2,9(2)催化剂的焙烧温度为400~450℃焙烧评价700小时后时间5h280-4503进口催化剂在存放过程中要采取保护措施。由表3看出,评价前的催化剂出现增重的温度即单质镍被氧化的温度)为235℃而增重结[参考文献束的温度为325℃,即325℃单质镍氧化反应结[1]刘振海热分析导迹M]北京北学工业出版社991束。评价700h的催化剂出现增重的温度为280[2]刘金香簿热分析用于临氲常压烷基化催化剂的研究J℃高出评价前催化剂45℃增重结束的温度为氨催化学报,9842)190[3] Patnasamy, P. et al. J Catal. 1975, 19: 38450℃高出评价前催化剂125℃。这说明评价后[4] Ling Yuan Chen Chin Yang Lin. Proc. Conf. Int. Therm. Anal的催化剂单质镍的活性降低其氧化反应速度也[J].1982,7:1230.减慢[5]李德经等.乙烯氯化催化剂的研究[J]石油化工,1975A由于自制催化剂成形后镍以氧化态存在要在使用前对其进行还原还原后直接用于催化反应。[61刘香落热法研究甲静在沸石催化剂上转化为世级因此对自制催化剂无法进行评价前后的比较。烃过程中的积炭行炕J]催化学报1985K3)238A THERMOGRAVIMETRIC STUDY ON ETHYLAMINE CATALYSTZHOU Shu-xia , YAo Jian-s中国煤化工Research Institute of Jilin Chemical groupPTHCNMHGAbstract Ethylamine catalyst was analyzed by thermogravimetry. The composition of catalyst was calculated. Thecalcining temperature and calcining time was determined. The catalyst was compared before and after using. A goodguide was provided for preparation and use of the catalystKey words Ethylamine ; Thermogravimetry iCatalys