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       盡管活性炭負載催化劑與以氧化物及沸石分子篩等為載體制備的催化劑相比，其催化性能要優(yōu)越得多，但是活性炭作為載體也存在機械強度低、熱穩(wěn)定性不好和熱傳導(dǎo)性能差等一些嚴重的弱點，致使其在使用過程中容易失活，使用壽命短，很難滿足氣相羰化合成醋酸在工業(yè)上連續(xù)生產(chǎn)的要求。造成催化劑失活的具體原因，有如下幾個主要方面：
       i．活性炭的機械強度低，耐熱沖擊性能差，致使做成的催化劑在使用的過程中，其構(gòu)架容易發(fā)生破裂和坍塌；
       ii．作為催化劑的活性組分金屬銠，在載體表面遷移聚集造成有效活性表面減小，導(dǎo)致活性降低；
       iii．活性炭較疏松的體相結(jié)構(gòu)，使其熱導(dǎo)性能較差，由反應(yīng)放熱引起的局部過熱現(xiàn)象使反應(yīng)物容易在催化劑表面積焦，造成催化劑的比表面積及孔容大幅度下降，以及積焦覆蓋活性組分表面更加速使催化劑失活。

       20世紀90年代，中科院化學(xué)所嘗試采用由不同高聚物樹脂燒制成的碳多孔材料作載體，特別是開發(fā)了一類新型的以纖維狀或多維結(jié)構(gòu)的無機物填充增強的多孔碳復(fù)合材料（TFC）負載金屬銠和稀土元素的催化劑（Rh／TFC），用于氣相法羰基合成，發(fā)現(xiàn)其使用效果比較理想。所用的載體是以無機物纖維、晶須或高維晶體粉末填充到酚醛樹脂等高分子樹脂中，制成高分子復(fù)合材料，經(jīng)高溫分解和碳化，再進行表面氧化和燒蝕擴孔等處理，制成多孔碳復(fù)合材料。以此作載體浸潰或沉積銠鹽和稀土金屬鹽，再經(jīng)還原和燒結(jié)處理，最終制得銠的負載型催化劑。這種新型催化劑在質(zhì)化反應(yīng)初始階段的催化活性，經(jīng)測定與活性炭負載型催化劑相當。由于新型催化劑在其載體中填充有無機物纖維、晶須或高維晶體粉末，其熱穩(wěn)定性、熱導(dǎo)性能和機械強度等均得到顯著改善：另外在載體制備過程中通過加入不同添加劑改進多孔載體的結(jié)構(gòu)、特別是孔徑結(jié)構(gòu)分布，提高了最后制成的催化劑的催化反應(yīng)性能和綜合使用性能。

       新型催化劑（Rh／TFC）的使用穩(wěn)定性與活性炭負載型催化劑的相比有了很大程度的提高，其中最重要的是采用碳復(fù)合材料作為載體制成的催化劑在化反應(yīng)過程中，積焦現(xiàn)象明顯地趨于緩和，從面導(dǎo)致的比表面積下降和催化劑增重程度大大減輕（表2－18）。

表2－18  催化劑在使用過程中物性參數(shù)和催化功能的變化

    注：反應(yīng)溫度220℃；壓力1．0MPa。

       新型催化劑（Rh／TFC）使用穩(wěn)定性好的另一個重要原因是，在羰化反應(yīng)過程中催化劑的活性金屬銠在載體表面的遷移聚積現(xiàn)象受到較大程度的抑制，這從催化劑使用前后的電鏡照片和測定的反應(yīng)產(chǎn)物中的銠含量得到了證實。在1500h催化劑壽命考核試驗過程中，連續(xù)抽樣分析所測定的反應(yīng)產(chǎn)物中的銠含量均小于10×10^-9，而采用銠／活性炭催化劑進行氣相甲醇化反應(yīng)，檢測到的反應(yīng)產(chǎn)物中的銠流失量為70×10^-9。
       江蘇索普集團與中科院化學(xué)所聯(lián)合開發(fā)了一種“銠銣雙金屬多相催化劑”，其結(jié)構(gòu)式為Rd-Nd／Ys，其中Ys為碳化載體，Rd和Nd為負載在載體上的活性組分銠和銣，該載體孔徑0．8～1．5nm，比表面積800～1000m²／g，負載量分別約1％（質(zhì)量分數(shù)），銠和銣的摩爾比為1～2。其制備方法是采用懸浮聚合的偏氯乙烯小球經(jīng)高溫碳化后形成的高比表面積碳材料Ys為載體，負載銠和稀土金屬銣形成甲醇氣相羰基化反應(yīng)的雙金屬Rd-Nd／Ys，在助催化劑碘甲烷和相對溫和的條件下，無需加入其它任何溶劑，即可使甲醇羰基化合成醋酸和醋酸甲酯，其活性可與均相催化劑相比擬。該催化劑有如下優(yōu)點。
       i．高的反應(yīng)速率。在相對溫和的條件下，甲醇的轉(zhuǎn)化率指數(shù)超過1500，一般為1500～3000。

       ii．催化劑活性金屬從載體表面的脫落降低，大量試驗結(jié)果表明，銠、銣從載體表面脫落進產(chǎn)物中的含量一般不超過10×10^-9，如果用于工業(yè)生產(chǎn)，一般不會影響催化劑活性。
       iii．較好的選擇性。在實驗室中，反應(yīng)的主要產(chǎn)物為醋酸，其次是醋酸甲酯，還有少量二甲醚隨著反應(yīng)的深入進一步羰基化成醋酸或醋酸甲酯，對甲醇的轉(zhuǎn)化率為80％～95％，對醋酸的選擇性為60％～90％，對醋酸乙酯的選擇性為16％～35％。
       iv．在反應(yīng)體系中無需加入醋酸等溶劑，可直接由甲醇－碘甲烷生產(chǎn)醋酸。
       v．在反應(yīng)過程中，未監(jiān)測到水煤氣反應(yīng)，防止了氫對設(shè)備的腐蝕和一氧化碳的損耗。