导读:本文包含了乙炔加氢论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:乙炔,催化剂,多相,动力学,选择性,活性,算法。
乙炔加氢论文文献综述
程博贞[1]（2019）在《电石乙炔加氢制乙烯Pd基催化剂的研究》一文中研究指出乙烯的下游衍生品塑料、纤维等材料关乎到人类生活的方方面面,导致我国对乙烯的市场需量求逐年增长。国内乙烯市场主要靠国内自产和国外进口来满足,国内自产的乙烯大多通过石油烃裂解工艺生产,但这种工艺不适应我国国情。煤炭是我国最基础、长期的能源,富煤地区煤化工行业的蓬勃发展带动电石乙炔行业的发展,于是以电石的下游产品乙炔为原料,然后对高浓度乙炔进行选择性加氢制乙烯的研究意义重大。Pd催化剂被认为是优秀的加氢催化剂,对其研究主要集中在石油路线中微量乙炔加氢过程,而对电石乙炔加氢催化剂的研究很少。反应条件的差异会导致催化活性和催化现象的差异,因此,本论文以Pd基催化剂为研究对象,研究了适用于电石乙炔选择性加氢制乙烯反应的工艺条件,考虑到单金属Pd的催化性能有限,通过加入助金属或者改变催化剂中金属形貌,进一步提高Pd基催化剂的催化性能。不同的制备方法可以得到不同金属分散状态的催化剂,所以我们采用NaBH_4还原、乙二醇(EG)还原、H_2还原方法制备催化剂,探究不同制备方法对催化活性的影响。TEM及活性测试结果表明EG还原方法制备的催化剂中金属Pd颗粒分散均匀、粒径较小且催化活性及稳定性最好。然后通过EG还原法制备出不同载体(MCM-41、AC、Al_2O_3、SiO_2、TiO_2)的系列Pd催化剂,探究其催化性能差异。通过XRD、TEM等表征发现,1%Pd/MCM-41催化剂中载体表面丰富的弱酸性、适宜的孔环境致其接近100%的乙炔转化率和62.09%的乙烯收率,其催化活性最好。接着以MCM-41为载体制备系列催化剂,进行工艺优化。然后在最优工艺下进行寿命测试,发现0.1%Pd/MCM-41催化剂的寿命稳定在32 h左右,47 h后催化剂已基本失活,其乙炔转化率从99.37%降至13%左右,乙烯收率由82.74%降至13%左右。通过前面的研究发现Pd/MCM-41催化剂的稳定性较差。因此,在单金属Pd催化剂中引入助金属组分,对催化剂的稳定性进行改善。选用五种常用的非贵金属作为助剂,通过活性测试发现Cu助剂的引入,催化活性最高。接着我们对Cu的引入量进行了优化,发现当金属摩尔比为n _(Pd):n_(Cu)=1:1时,其合金化程度最高,导致其优异的催化性能。接着进行寿命测试,发现Cu引入后,反应47 h仍有78%左右的乙烯收率;反应100 h后,乙炔转化率从最高99.59%降至25%左右,乙烯收率由91.47%降至22%左右。可以看到Cu的加入不仅提高催化活性,还增强了催化剂的稳定性。接着探究了催化剂中金属形貌的差异对电石乙炔加氢制乙烯反应催化活性的影响。按n_(Pd):n_(Cu)=1:1的比例通过水热合成法合成了Pd十面体及PdCu六边形纳米板状合金材料并负载至MCM-41载体上并与相同条件下的球状催化剂作对比。发现在基本相同的条件下,100%的C_2H_2转化率时,Pd十面体催化剂的C_2H_4选择性比球状Pd/MCM-41催化剂高出15%左右。其次,PdCu六边形纳米板合金催化剂的C_2H_4选择性最高可达95.83%,明显高于相同条件下球状PdCu/MCM-41催化剂的乙烯选择性(80%)。形貌改良后的Pd十面体及PdCu六边形纳米板合金催化剂的催化活性高于相同条件下的普通球形催化剂。(本文来源于《石河子大学》期刊2019-06-01）
赵宇[2]（2019）在《Pd基催化剂催化乙炔加氢反应的密度泛函理论研究》一文中研究指出乙烯是石化行业最基础的原料之一,乙烯产量的多少就标志着国家石化行业的发展水平的高低。对于我国大多数地区,乙烯主要是由石油烃高温裂解的工艺生产而成,在生产过程总会存在少量的乙炔,这将容易毒害催化剂而失活。因此,把出口气中的杂质乙炔脱除干净并将其浓度降低至合格标准成为乙烯生产中至关重要的一步,而工业上常用的除炔方法就是乙炔加氢制乙烯。另一方面,对于新疆这个特殊的可以采用电石法制乙炔的地区而言,乙烯的制备可以采用高浓度的乙炔直接加氢生成乙烯的方式来进行。所以,不论反应过程中的是除炔精制乙烯还是高浓度乙炔加氢制乙烯,乙炔加氢反应都具有重要的研究意义。据研究发现Pd基催化剂的应用甚为广泛,因此为了更进一步的提升催化剂的活性和选择性,探索新型的加氢催化剂更是迫在眉睫。本文基于密度泛函理论,分别从Pd基催化剂的活性组分和载体两方面的探索了乙炔加氢反应的反应机理。活性组分主要是通过非金属Si掺杂Pd_7金属团簇来改善催化剂的性能,而对于载体我们则采用提高原子利用率的Pd单原子负载g-C_3N_4以及S掺杂的g-C_3N_4来进行研究。研究结果表明,Pd_7团簇掺杂Si原子之后,团簇结构发生了很大的变化,电子分布也发生聚积。Pd_7和Pd_6Si团簇催化乙炔加氢反应生成乙烯的活化能分别为22.59kcal/mol和11.25 kcal/mol,选择性分别为8.46 kcal/mol和15.19 kcal/mol。表明掺杂Si原子后的活性和选择性都有所提高,表明了非金属Si掺杂金属Pd团簇对催化剂的性能有着较大的影响。通过对比单原子Pd负载的g-C_3N_4以及S掺杂的g-C_3N_4催化乙炔加氢的研究,我们发现Pd原子都是唯一的活性位点。通过对整个反应所有路径的研究,最优反应路径为由共吸附R1开始的单一的连续加氢反应路径,过对比未掺杂S原子与S掺杂C、N位点处的活化能和选择性,我们发现S掺杂C位点可以提高反应的活性,但由于乙烯加氢能垒远低于乙烯脱附能而导致选择性不太好;S原子掺杂N位点对反应的活性没有提高,但对于选择性而言稍微有所提高。(本文来源于《石河子大学》期刊2019-06-01）
王晶晶[3]（2019）在《Pd-M(Ni,Zn)/Al_2O_3催化聚二乙烯基乙炔加氢改性研究》一文中研究指出二乙烯基乙炔(DVA)是氯丁橡胶生产过程中的一种副产物,由于其结构中含有一个叁键,两个双键,且形成共轭结构,因此化学性质非常活泼,极易发生聚合反应,生成聚二乙烯基乙炔(PDVA)。PDVA属于不饱和聚合物,其不溶于大多数有机溶剂,且对酸、碱、氯气和水等均很稳定,因此可用于表面涂层,如用作防水涂料、金属表面保护层等。但是在应用过程中也存在一些问题,由于其附着力差,涂层晾干后经光照会导致起皱、起皮,甚至发生脱落,使其应用受到限制。针对该问题,可采用化学改性的方法,使PDVA结构和性质发生变化,从而有望改善其应用性能。不饱和聚合物化学改性的方法包括氢化、卤化和氢卤化、环化、顺反异构化等,其中催化氢化是不饱和聚合物化学改性的常用方法。该方法工艺过程清洁、无污染,通过对催化剂和加氢条件的优化可选择性调控加氢产物结构和性能。同时催化氢化方法中采用的非均相催化剂,因其易于与产物分离、可重复多次使用的特点,在实际生产中有着不可比拟的优势。本文针对企业对PDVA化学改性的技术需求,结合催化氢化的技术优势,开展了Pd基催化剂的制备及其相关应用研究。具体以Al_2O_3为载体,通过引入第二金属助剂Ni和Zn,采用浸渍法制备了Pd/Al_2O_3和Pd-M/Al_2O_3催化剂(M=Ni、Zn)。考察其用于PDVA加氢反应的催化性能,同时利用模拟太阳光装置考察加氢产物的光照抗裂性能。通过N_2-physisorption、H_2-TPR、NH_3-TPD等表征手段分析催化剂织构特性、还原性质、表面酸性等,深入探究各种催化剂结构性能差别的原因。在此基础上,以活性较好的Pd-Zn/Al_2O_3为研究对象,考察反应压力、温度、时间、催化剂用量等因素对原料PDVA加氢度的影响,选择最合适的工艺条件。此外,还对Pd-Zn/Al_2O_3的重复使用性能进行了考察,主要结论如下:1.Pd/Al_2O_3、Pd-Ni/Al_2O_3和Pd-Zn/Al_2O_3叁种催化剂对PDVA加氢反应的催化活性有明显差别,与Pd/Al_2O_3相比,引入Zn对反应活性有明显的促进作用,而Ni则会使加氢活性受到抑制。同时Pd-Zn/Al_2O_3催化剂上加氢产物表现出较好的光照抗裂性能。各种表征结果表明,助剂Zn的添加致使更多β-PdH_x的生成,且降低了催化剂表面强酸性位点的数量,从而促进了活性组分的分散和还原,因此Pd-Zn/Al_2O_3催化剂具有优异的加氢活性。而加入Ni之后,由于其与载体和Pd之间的强相互作用,使催化剂表面强酸性位点数量显着增加,造成载体表面颗粒发生聚集,因而抑制了PDVA加氢反应活性。2.Pd-Zn/Al_2O_3催化剂用于聚二乙烯基乙炔加氢反应适宜的工艺条件,即:原料用量30 ml,反应压力1.0 MPa,反应时间2 h,反应温度100℃,催化剂用量1.0 g,搅拌速度300 r/min。在此条件下,催化剂重复使用性能测试结果表明,Pd-Zn/Al_2O_3催化剂在首次使用后出现催化活性下降,但此后连续四次重复使用,PDVA加氢度逐渐趋于稳定,表现出一定的重复使用性能。(本文来源于《山西大学》期刊2019-06-01）
叶贞成,饶德宝,程辉[4]（2019）在《混合蛛猴算法及其在乙炔加氢参数优化中的应用》一文中研究指出蛛猴算法(SMO)是模拟蛛猴觅食行为的群智能优化算法,因其具有其良好的自组织能力而被广泛应用于数值优化领域。本文提出了一种混合蛛猴算法(QSMO)。该算法在SMO的基础上引入Metropolis准则、二次逼近法、局部随机搜索策略,并结合人工蜂群算法提高种群多样性,有效地提升了算法性能。选取了多个标准测试函数进行仿真对比,结果表明SMO的搜索精度与搜索速度均得到了显着提升。基于混合优化算法进行工业乙炔加氢反应器模型参数优化,结果表明该算法能够更好地求解工程优化问题。(本文来源于《华东理工大学学报(自然科学版)》期刊2019年02期）
苏武,石孝刚,吴迎亚,高金森,蓝兴英[5]（2019）在《乙炔加氢制乙烯浆态床反应器的CFD模拟》一文中研究指出对浆态床反应器中乙炔加氢制乙烯过程进行了模拟研究,采用TFM-PBM耦合方法描述浆态床内气相与浆态相的流动,并耦合乙炔加氢反应动力学建立流动-反应综合模型。通过小试实验对该模型进行验证,并将验证后的模型应用于浆态床中试装置中内构件作用机制与操作条件影响的模拟分析。结果表明,在浆态床反应器放大时,可通过设置竖管内构件,以破碎气泡,抑制气相径向运动,使乙炔加氢过程均匀、充分地进行。乙炔加氢制乙烯过程与气相停留时间和反应温度密切相关,在反应器放大中需严格控制温度,并可通过改变反应器内液位高度实现对气相停留时间的调控,从而可在保证乙炔充分转化的同时获得更高的乙烯选择性。(本文来源于《化工学报》期刊2019年05期）
叶贞成,周换兰,饶德宝[6]（2019）在《乙炔加氢反应过程混合建模与优化》一文中研究指出针对传统单一建模方法所构建的乙炔加氢反应器数学模型存在预测性能无法满足工业实际应用需求的问题,提出了一种机理与神经网络嵌套的建模方法,充分利用机理模型包含的能质约束信息降低神经网络模型的约束违反度,得到了能够良好描述实际工业乙炔加氢反应过程特性的混合模型。基于反应器混合模型,研究了以运行效益为目标函数的优化问题。主要决策变量包括:一段反应器进料中氢气与乙炔的摩尔比(RH/A)、进料温度和反应器运行周期等几个关键参数。针对反应器长期运行后,催化剂活性降低造成的处理能力下降的问题,提出了反应温度补偿机制和RH/A并行调节的运行优化策略,并采用序列法对反应器运行周期进行离散化处理。通过引入差异化变异策略、潜在解替代策略对两阶段差分算法进行改进,采用增量式编码法结合改进两阶段差分算法,对优化问题进行求解。结果证实了优化策略与改进算法的有效性,并据此确定了反应器最佳运行方案。(本文来源于《化工学报》期刊2019年02期）
吴优[7]（2018）在《裂解汽油抽提苯乙烯工艺中苯乙炔加氢技术探析》一文中研究指出裂解汽油抽提苯乙烯工艺当中,主要应用了高压釜对骨架Ni催化剂和其他种类催化剂,对特定环境下的反应情况进行了分析。首先,概述了裂解汽油抽提苯乙烯工艺的具体流程;随后,提出了裂解汽油抽提苯乙烯工艺中,苯乙炔加氢的具体方法;最后,分析了裂解汽油抽提苯乙烯工艺中,苯乙炔加氢的应用案例,希望能为该领域关注者提供有益参考。(本文来源于《化工管理》期刊2018年30期）
赵博[8]（2018）在《Cu基催化剂尺寸和第二金属掺杂对乙炔加氢生成乙烯的选择性和活性调控》一文中研究指出乙烯是工业上重要的基础原料,通过石油热裂解制得,而在热裂解过程中,会产生少量(0.1~1%)乙炔和含硫物种(H_2S)。乙炔不仅影响乙烯聚合物的性质,而且其聚合形成的绿油导致乙烯聚合反应的催化剂不可逆失活。为满足工业上乙烯聚合反应的要求,必须脱除乙炔,使其含量降低到1 ppm以下。当前应用较多的Pd基双金属催化剂具有良好的乙炔加氢催化活性,但在乙烯选择性和绿油生成这两个问题上存在顾此失彼的情况。近年来,非贵金属Cu作为活性组分形成的Cu基双金属催化剂,由于其较高的选择性已引起广泛关注。本文采用密度泛函理论计算方法,以非贵金属Cu作为活性组分,乙炔选择性加氢反应为研究对象,研究了Cu催化剂尺寸、第二金属掺杂、第二金属掺杂方式及比例等调变催化剂结构实现对乙炔选择性加氢反应催化活性和选择性的调控。研究结果获得了Cu催化剂尺寸、第二金属掺杂、第二金属掺杂方式及比例等对乙炔选择性加氢反应催化性能(C_2H_4选择性和活性)调控的影响。得到的主要结论如下:(1)研究了不同尺寸大小Cu_(13)簇、Cu_(38)簇、Cu_(55)簇和Cu(111)面上乙炔加氢的反应机理,探明了Cu催化剂尺寸大小对乙炔加氢生成乙烯的选择性和活性影响。a)Cu催化剂尺寸大小影响乙炔加氢反应的最优路径,进而影响乙炔加氢生成乙烯的选择性,即:Cu_(13)簇上,CH_3CH中间体路径为乙炔加氢的最有利路径,主要产物为乙烷;Cu_(38)簇上,CH_3CH中间体路径和C_2H_4脱附路径为平行路径,主要产物为乙烷和乙烯;但是,在较大尺寸的Cu_(55)簇和Cu(111)表面上,C_2H_4脱附路径为最有利路径,主要产物为乙烯。因此,较大尺寸的Cu催化剂有较高的乙烯选择性,有利于高选择性地脱除乙烯中的微量乙炔。b)Cu催化剂的尺寸大小影响乙炔加氢生成乙烯反应的活性,活性大小顺序为:Cu_(13)<Cu_(55)<Cu_(38)<Cu(111),表明随着Cu催化剂尺寸的增大,乙炔加氢生成乙烯反应的活性明显提高。因此,对于不同尺寸的Cu催化剂,较大尺寸的Cu_(55)簇和Cu(111)具有最高的乙烯选择性;同时,Cu_(55)簇和Cu(111)也具有较高的生成乙烯催化活性。故对于Cu催化剂上乙炔加氢反应在催化剂制备时,应保证Cu催化剂在较大的尺寸范围,能够提高乙炔加氢生成乙烯反应的活性和选择性。(2)研究了金属Ni、Pd、Pt、Rh、Ag和Au掺杂改性Cu催化剂上乙炔加氢反应机理,探明了第二金属掺杂Cu催化剂对乙炔加氢生成乙烯反应的选择性和活性的影响。a)不同金属改性Cu催化剂影响乙炔加氢反应的最优路径,进而影响乙炔加氢生成乙烯的选择性:Au Cu上,CH_3CH中间体路径为最优路径,主要产物为乙烷;PtCu、RhCu和NiCu上,C_2H_4中间体路径为最优路径,主要产物为乙烷;在Cu、Pd Cu和AgCu,C_2H_4脱附路径为最优路径,主要产物为乙烯。选择性顺序为:PdCuCu>AgCu>PtCu>NiCu>RhCu,表明Pd改性Cu催化剂呈现最高的乙烯选择性,即第二金属Pd掺杂改性Cu催化剂能显着提高乙炔加氢生成乙烯的选择性。b)不同金属改性Cu催化剂影响乙炔加氢生成乙烯的活性,活性顺序为:PdCu>Pt Cu>NiCu>RhCu>Ag Cu>Au Cu>Cu(211),即第二金属Pd掺杂改性Cu催化剂显着提高了乙炔加氢生成乙烯反应的活性。c)不同金属掺杂改性Cu催化剂对乙炔加氢生成乙烯反应的催化性能与表面金属原子的电子结构密切相关,Pd掺杂改性的PdCu双金属催化剂具有大小适中的表面d带中心,能够对乙炔加氢生成乙烯反应表现高的乙烯选择性和催化活性。因此,在Pd改性的PdCu双金属催化剂上,乙炔加氢生成乙烯反应的选择性和活性最大。工业上应使用Pd改性的Cu催化剂,更有利于乙炔加氢高活性和高选择性生成乙烯,实现脱除乙烯中的微量乙炔。(3)研究了不同表层Pd_s:Cu比例和次表层Pd_(sub):Cu比例的助剂Pd改性的PdCu双金属催化剂上乙炔加氢机理,探明了表层Pd_s:Cu比例和次表层Pd_(sub):Cu比例以及Pd连接方式对乙炔加氢生成乙烯反应的选择性和活性的影响。a)对于表层Pd_s改性Cu催化剂,表层不同Pd_s:Cu比例影响乙炔加氢生成乙烯的选择性和活性。对于选择性,Cu(111)、Pd_1Cu_8、Pd_3Cu_6和Pd_6Cu_3表面上,C_2H_4脱附路径为最有利路径,主要产物是乙烯,催化剂呈现高乙烯选择性;Pd_9Cu_0催化剂上,C_2H_4中间体路径和C_2H_4脱附路径为平行路径,主要产物是乙烷和乙烯,乙烷的生成降低了乙烯选择性;故乙烯的选择性顺序为:Pd_1Cu_8>Cu(111)>Pd_3Cu_6>Pd_6Cu_3>Pd_9Cu_0;对于乙炔加氢生成乙烯反应的活性,其顺序为:Pd_9Cu_0>Pd_3Cu_6>Pd_6Cu_3>Pd_1Cu_8>Cu(111);上述结果表明在表层Pd_s改性Cu催化剂上,催化活性随着表面Pd_s:Cu比例的增大而增强,选择性随着表面Pd_s:Cu比例的增大而减小。选择性在Pd_1Cu_8上最大。因此,综合考虑乙炔加氢生成乙烯反应的选择性和活性,表层Pd_s改性的Cu催化剂中,Pd_1Cu_8是表层Pd_s改性Cu催化剂的最优催化剂。b)对于次表层Pd_(sub)改性的Pd_1Cu_8催化剂,次表层Pd_(sub):Cu比例以及表层Pd_s和次表层Pd_(sub)连接方式明显影响乙炔加氢生成乙烯反应的活性和选择性。对于选择性的影响,Pd_s与Pd_(sub)的连接方式影响乙炔加氢生成乙烯的选择性,乙炔加氢生成乙烯反应的选择性(?G_a/kJ·mol~(-1))为:次表层Pd_(sub)原子数为1时,Pd_sPd_(sub)Cu(32.2)>Pd_sPd_(sub)Cu-I(31.6),可知Pd_s与Pd_(sub)的连接方式对选择性影响不大;次表层Pd_(sub)原子数为2时,Pd_s2Pd_(sub)Cu(45.8)>Pd_s2Pd_(sub)Cu-I(21.9)>Pd_s2Pd_(sub)Cu-II(19.7),表明Pd_s与Pd_(sub)的连接方式对选择性影响显着;次表层Pd_(sub)原子数为3时,Pd_s3Pd_(sub)Cu-II(41.4)>Pd_s3Pd_(sub)Cu-III(36.0)>Pd_s3Pd_(sub)Cu(21.4)>Pd_s3Pd_(sub)Cu-I(7.3),可知Pd_s与Pd_(sub)的连接方式对选择性同样影响显着。因此,次表层Pd_(sub):Cu比例影响乙炔加氢生成乙烯的选择性,随着次表层Pd_(sub):Cu的增大,乙烯的选择性呈现先增大后减小的趋势,在Pd_s2Pd_(sub)Cu出现最大值;对于乙炔加氢生成乙烯的活性影响,Pd_s与Pd_(sub)的连接方式影响乙炔加氢生成乙烯的活性,次表层Pd_(sub)原子数为1时,Pd_sPd_(sub)Cu(1.06×10~9)>Pd_sPd_(sub)Cu-I(3.85×10~2),可知Pd_s与Pd_(sub)的连接方式对活性影响显着;次表层Pd_(sub)原子数为2时,Pd_s2Pd_(sub)Cu(9.78×10~5)>Pd_s2Pd_(sub)Cu-II(5.07×10~0)>Pd_s2Pd_(sub)Cu-I(4.93×10~0),可知Pd_s与Pd_(sub)的连接方式对活性影响显着;次表层Pd_(sub)原子数为3时,Pd_s3Pd_(sub)Cu-I(6.30×10~1)>Pd_s3Pd_(sub)Cu(9.73×10~0)>Pd_s3Pd_(sub)Cu-II(2.57×10~0)>Pd_s3Pd_(sub)Cu-III(7.00×10~(-1)),可知Pd_s与Pd_(sub)的连接方式对活性影响较小;次表层Pd_(sub)原子数为6时,Pd_s6Pd_(sub)Cu(1.00×10~1)与次表面Pd原子数为3时接近。因此,随着次表层Pd_(sub)原子数的增加,Pd原子的连接方式对活性的影响作用逐渐减弱。上述结果表明,对于表层和次表层Pd掺杂改性Cu催化剂,表层Pd的掺杂更有利于提高乙炔加氢生成乙烯的选择性,在Pd_1Cu_8上选择性最大。次表层Pd的掺杂更有利于提高乙炔加氢生成乙烯反应的活性,同时表层Pd_s和2个次表层Pd_(sub)相连时形成的Pd_s2Pd_(sub)Cu催化剂的选择性最高。因此,表层Pd_s和次表层Pd_(sub)共同作用提高了第二金属Pd掺杂改性Cu催化剂对乙炔加氢生成乙烯反应的选择性和活性。(4)乙炔和乙烯的过度加氢形成的乙烷是影响Cu催化剂上乙炔加氢生成乙烯反应的活性和选择性的重要因素,在乙炔加氢过程中通过调控Cu催化剂尺寸大小、金属掺杂以及掺杂比例叁个因素的协同作用能够有效调控Cu催化剂对乙炔加氢生成乙烯反应的活性和选择性,实现高效脱除乙烯中微量乙炔的目的。本文通过调变Cu催化剂结构实现了调控催化剂对乙炔选择性加氢反应催化活性和选择性的目的,能够为乙炔选择性加氢反应中设计新型高效Cu基催化剂提供理论线索和方法。(本文来源于《太原理工大学》期刊2018-06-01）
赵九冰[9]（2018）在《基于密度泛函理论的乙炔加氢研究》一文中研究指出乙烯工业是石油化工产业的核心,在国民经济中占有着重要的地位。目前乙烯主要由石油工业中石油烃蒸汽裂解的方式制得,以该方法制得的乙烯产品通常含有少量的乙炔杂质。乙炔组分会降低聚合催化剂的活性,从而影响由乙烯为原料的聚合物生成过程。通过催化加氢法可以除去乙炔,将乙炔转化为乙烯。历史上,实现过工业应用的乙炔加氢催化剂主要有Pd系催化剂等,到目前为止,Pd系催化剂一直以其优良的性能在工业应用中占据着主导地位。然而,Pd的贵金属本质使得Pd系催化剂成本偏高,因此寻找低价格低毒性环境友好型催化剂成为了当务之急。同时,该反应除生成乙烯以外,还存在过度加氢生成乙烷以及聚合反应生成1,3-丁二烯等聚合物等副反应。为此,人们试图通过在钯催化剂中加入第二种组分作为助催化剂的方法,来改善Pd系催化剂的加氢选择性与抗积碳性能。本文首先对Pd和Pd_3Sn的叁种低指数表面(分别为(111)、(100)、(211)表面)以及PdSn(010)上的乙炔、乙烯以及1,3丁二烯的吸附性能、乙炔加氢及碳碳耦合反应活性以及选择性进行了探究。密度泛函理论计算结果表明Sn的加入降低了吸附质的吸附强度,提高了乙烯的选择性。同时,在PdSn(010)面上绿油生成量相比于纯Pd催化剂有所降低。另一方面,由于乙炔在催化剂表面的强吸附性能,探究吸附质的吸附能与覆盖度的关系就尤为重要。因此我们详细探究了乙炔、乙烯和氢原子在Pd(111)和Pd_3Sn(111)面上的竞争吸附情况。通过建立单一物种的高覆盖度模型分别获得叁种吸附质的吸附能与覆盖度的线性关系,结合Langmuir吸附等温式计算得到乙炔、乙烯以及氢在实验条件下在催化剂表面的初始覆盖度。并基于此覆盖度的表面进一步探究乙炔加氢反应活性和选择性。发现Pd_3Sn(111)面的乙炔加氢活性高于Pd(111)面,这与低覆盖度模型的结果刚好相反,但与实验结果吻合。此外,本文还以Pd,Pt,Ir,Rh,Cu,Ag这6个具有代表性的过渡金属的(111)面作为计算模型,探究乙炔加氢反应性能。首先通过计算乙炔和1,3-丁二烯在各金属上的所有可能的吸附模式下的吸附能,从而确定其在金属上的稳定吸附位,明确吸附质在各金属上的吸附变化规律。接下来计算乙炔加氢过程中生成主产物乙烯、副产物乙烷和1,3-丁二烯的详细反应网络。通过生成乙烯的两步基元反应势垒的对比,确定可以描述生成乙烯活性的有效势垒,并将其与乙炔吸附能进行关联。通过计算生成1,3-丁二烯的叁条反应路径的反应势垒,确定有效势垒最低的反应路径为优势路径,并以此路径的有效势垒描述绿油的生成情况。(本文来源于《天津大学》期刊2018-05-01）
王梦娇[10]（2018）在《配体修饰钯催化剂在乙炔加氢中的研究》一文中研究指出负载金属催化剂载体的性质、无机助剂以及有机配体的存在都会对合成负载金属催化剂的催化性能产生重要的影响。本论文通过调控Pd纳米颗粒尺寸以及通过配体调控Pd催化剂表面电子特性以及空间结构,研究配体及其结构对Pd催化剂选择乙炔加氢性能的影响。(1)采用含N3-的有机基团改性的氧化硅(N_3-SiO_2)载体选择吸附Pd~(2+),然后加入NaNH_4进行还原,合成Pd催化剂;用Al_2O_3和C(多壁碳纳米管)为载体等体积浸渍法合成负载Pd催化剂,并对他们进行乙炔加氢性能研究。结果表明,以N_3-SiO_2和C为载体制备的催化剂催化性能更好,在130℃转化率分别达到95%、99%,乙烯选择性分别达到90%、94%。(2)以[N_3-SiO_2]为载体,研究了有无配体和利用不同配体修饰Pd纳米催化剂催化性能。乙炔加氢结果表明,在相同温度条件下,添加配体的Pd催化剂比未添加配体的Pd催化剂,乙烯选择性明显提高。并对比研究了叁苯基膦(PPh3)配体、吡啶(Py)和正十二硫醇(HSC12)修饰Pd催化剂乙炔加氢性能。结果表明,与采用PPh3与Py配体相比,采用HSC12为配体时,可提高产物选择性。STEM、AAS、IR、XPS、UV-vis等一系列表征分别说明,配体修饰的Pd纳米催化剂具有较小的颗粒尺寸,且分散性高;配体吸附在金属Pd上,且它们之间存在相互作用。(3)以[N_3-SiO_2]为载体,进一步考察了采用不同烷基S配体修饰Pd纳米催化剂催化性能的影响。反应温度为70℃时,十二硫醇与2-甲基四氢呋喃-3-硫醇修饰的催化剂转化率都为99%,但选择性分别为97%、74%,己硫醇与丙硫醇修饰的催化剂转化率分别为30%、23%,但选择性分别为87%、86%。催化剂测试结果表明,在相同温度时,随着烷基硫链长的增加,乙炔转化率逐渐增加,乙烯选择性也逐渐增加;相同硫基团不同结构的催化剂性能对比,拥有杂环结构的2-甲基四氢呋喃-3-硫醇作为配体在反应中的并没有显现出更好的催化性能。AAS、STEM、UV-vis等表征分别说明,Pd负载量相似;不同链长的硫修饰合成的钯催化剂的颗粒尺寸相似;不同链长、链结构烷基硫配体对金属钯的影响有差异,从而影响了其催化性能。(4)以[N_3-SiO_2]为载体研究不同粒径大小对催化剂催化性能的影响。反应温度为70℃时,缓慢滴加还原剂比快加还原剂制备出的催化剂转化率与选择性分别高5%、4%。说明负载量相同时,还原剂的滴加速度会影响Pd粒径的大小,并进一步影响催化性能;1%Pd负载量的[HSC12-Pd(0)/N_3-SiO_2]催化剂在70℃转化率达到99%,选择性达到97%,2%Pd负载量的[HSC12-Pd(0)/N_3-SiO_2]催化剂在60℃转化率达到99%,但选择性为86%。这说明负载量不同时,负载量越高,Pd的粒径就越大,导致催化活性的增加和选择性的降低。(本文来源于《沈阳化工大学》期刊2018-03-12）
乙炔加氢论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
乙烯是石化行业最基础的原料之一,乙烯产量的多少就标志着国家石化行业的发展水平的高低。对于我国大多数地区,乙烯主要是由石油烃高温裂解的工艺生产而成,在生产过程总会存在少量的乙炔,这将容易毒害催化剂而失活。因此,把出口气中的杂质乙炔脱除干净并将其浓度降低至合格标准成为乙烯生产中至关重要的一步,而工业上常用的除炔方法就是乙炔加氢制乙烯。另一方面,对于新疆这个特殊的可以采用电石法制乙炔的地区而言,乙烯的制备可以采用高浓度的乙炔直接加氢生成乙烯的方式来进行。所以,不论反应过程中的是除炔精制乙烯还是高浓度乙炔加氢制乙烯,乙炔加氢反应都具有重要的研究意义。据研究发现Pd基催化剂的应用甚为广泛,因此为了更进一步的提升催化剂的活性和选择性,探索新型的加氢催化剂更是迫在眉睫。本文基于密度泛函理论,分别从Pd基催化剂的活性组分和载体两方面的探索了乙炔加氢反应的反应机理。活性组分主要是通过非金属Si掺杂Pd_7金属团簇来改善催化剂的性能,而对于载体我们则采用提高原子利用率的Pd单原子负载g-C_3N_4以及S掺杂的g-C_3N_4来进行研究。研究结果表明,Pd_7团簇掺杂Si原子之后,团簇结构发生了很大的变化,电子分布也发生聚积。Pd_7和Pd_6Si团簇催化乙炔加氢反应生成乙烯的活化能分别为22.59kcal/mol和11.25 kcal/mol,选择性分别为8.46 kcal/mol和15.19 kcal/mol。表明掺杂Si原子后的活性和选择性都有所提高,表明了非金属Si掺杂金属Pd团簇对催化剂的性能有着较大的影响。通过对比单原子Pd负载的g-C_3N_4以及S掺杂的g-C_3N_4催化乙炔加氢的研究,我们发现Pd原子都是唯一的活性位点。通过对整个反应所有路径的研究,最优反应路径为由共吸附R1开始的单一的连续加氢反应路径,过对比未掺杂S原子与S掺杂C、N位点处的活化能和选择性,我们发现S掺杂C位点可以提高反应的活性,但由于乙烯加氢能垒远低于乙烯脱附能而导致选择性不太好;S原子掺杂N位点对反应的活性没有提高,但对于选择性而言稍微有所提高。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
乙炔加氢论文参考文献
[1].程博贞.电石乙炔加氢制乙烯Pd基催化剂的研究[D].石河子大学.2019
[2].赵宇.Pd基催化剂催化乙炔加氢反应的密度泛函理论研究[D].石河子大学.2019
[3].王晶晶.Pd-M(Ni,Zn)/Al_2O_3催化聚二乙烯基乙炔加氢改性研究[D].山西大学.2019
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[5].苏武,石孝刚,吴迎亚,高金森,蓝兴英.乙炔加氢制乙烯浆态床反应器的CFD模拟[J].化工学报.2019
[6].叶贞成,周换兰,饶德宝.乙炔加氢反应过程混合建模与优化[J].化工学报.2019
[7].吴优.裂解汽油抽提苯乙烯工艺中苯乙炔加氢技术探析[J].化工管理.2018
[8].赵博.Cu基催化剂尺寸和第二金属掺杂对乙炔加氢生成乙烯的选择性和活性调控[D].太原理工大学.2018
[9].赵九冰.基于密度泛函理论的乙炔加氢研究[D].天津大学.2018
[10].王梦娇.配体修饰钯催化剂在乙炔加氢中的研究[D].沈阳化工大学.2018
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