科研開(kāi)發(fā)化工科技20094)3~45ScIeNCE technology chemical industry乙胺催化劑熱重分析研究*周樹(shù)俠姚劍山郝鳳嶺中國(guó)石油吉林石化公司研究院吉林吉林132021)摘要深用熱重分析方法對(duì)乙胺催化劑進(jìn)行熱重分析計(jì)算出催化劑的組成確定催化劑焙燒溫度和焙燒時(shí)間并對(duì)催化劑使用后的狀態(tài)進(jìn)行了測(cè)定對(duì)催化劑的制備及使用有一定的指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞乙胺熱重分析催化劑中圖分類號(hào)TQ26.31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:文章編號(hào):0080512001)40043-03采用熱分析技術(shù)可以跟蹤催化劑的制備過(guò)程和催化反應(yīng)過(guò)程的熱量變化、重量變化及狀態(tài)變2結(jié)果及討論化1可以確定催化劑的活性組分2活性組分與2.1催化劑組成的確定載體的相互作用3-4活性組分還原價(jià)態(tài)催化劑根據(jù)制備催化劑的過(guò)程推斷,合成后的催化制備條件、助催化劑作用機(jī)理s還可以對(duì)催化劑劑經(jīng)過(guò)120℃熱處理后其組成是堿式碳酸鎳。老化、中毒及積碳行為進(jìn)行研究6為催化劑的制其可能存在的形式如下備、使用提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)。筆者采用熱重分析堿式碳酸鎳(1)N(OHCO;4H2O〔2)Ni方法對(duì)乙胺催化劑進(jìn)行熱重分析汁算出催化劑(OHCO34H2O(3)OHCO34H2O的組成確定催化劑焙燒溫度和焙燒時(shí)間并對(duì)催為確定其屬于哪一種組成對(duì)其進(jìn)行熱重分化劑使用后的狀態(tài)進(jìn)行了測(cè)定對(duì)催化劑的制備析得到的熱重譜圖見(jiàn)圖。由圖中曲線求得其及使用有一定的指導(dǎo)作用分解的實(shí)際失重率。1實(shí)驗(yàn)部分1.1樣品來(lái)源合成催化劑和進(jìn)囗催化劑101.2儀器島津DT-30B熱分析儀日本3實(shí)驗(yàn)條件稱量量程:±10mg測(cè)量量程:5mg溫度量程50mV;升溫速率:10℃/min;記錄紙速:1.25cm/min載氣空氣30ml/min中國(guó)煤化工收稿日期200012-20修回日期2001-05-15作者簡(jiǎn)介凋樹(shù)俠(1964-),女(漢族),吉林省農(nóng)安縣人CNMHG師所撰寫的論文《JHCK-02催化劑熱失重再生動(dòng)力UU熱x理以催化劑樣品熱重譜分析》一文獲得吉林省石油化工第五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文興重點(diǎn)項(xiàng)目乙胺催化劑研制項(xiàng)目被列為化工部重點(diǎn)科分別把堿式碳酸鎳的幾種可能組成按分解方10的上業(yè)生產(chǎn)裝置197年應(yīng)用于300a的業(yè)程式減式碳酸鎳=NO+HO↑+CO2↑生產(chǎn)裝置化工科技第9卷計(jì)算出理論失重率與實(shí)際失重率比較見(jiàn)表表1理論失重與實(shí)際失重的比較子式理論失重率/%實(shí)際失重率/%2. Ni( OH )CO; 4H,03. NiA OH X CO,):4H,O通度由表1可看出3式理論失重值與實(shí)際失重值最接近因此該催化劑堿式碳酸鎳組成應(yīng)為Nis圖3放置幾個(gè)月后的進(jìn)口催化劑熱重譜圖(OH X CO3:4H2Oo2.2催化劑焙燒溫度和時(shí)間的確定合成后的催化劑需經(jīng)焙燒使其分解成金屬氧化物的狀態(tài)再經(jīng)還原處理方可用于催化反應(yīng)中。焙燒溫度和時(shí)間可通過(guò)熱分析來(lái)確定。由圖1的熱重曲線可看出,曲線上有兩個(gè)失重階梯第一個(gè)階梯溫度在150℃左右是失去結(jié)晶水第二個(gè)階梯溫度在360~450℃是催化劑3.0的分解。也就是說(shuō)該催化劑在360~450℃溫度溫度C區(qū)間分解。低于這個(gè)溫度區(qū)間催化劑分解不完圖4放置于密閉干燥器內(nèi)的進(jìn)口催化劑熱重譜圖全溫度過(guò)高可能造成部分催化劑燒結(jié)。因此催化劑焙燒溫度可選在400~450℃表2進(jìn)口催化劑熱重分析比較另外對(duì)已經(jīng)焙燒3h和5h后的催化劑進(jìn)行催化劑溫度/℃重量變化/%鎳的體相形態(tài)熱重分析表明焙燒3h的樣品還有8.7%的失重新催化劑30-160-29單質(zhì)鎳量而焙燒5h的樣品失重量很小。這說(shuō)明焙燒單質(zhì)鎳235~325單質(zhì)鎳時(shí)間短催化劑分解不完全。因此在現(xiàn)有條件下,存放幾個(gè)月35-19氧化鎳氧化鎳焙燒時(shí)間應(yīng)選5h320~700氧化鎳2.3進(jìn)口催化劑樣品的熱重分析干燥器中30~175的催化劑175-2300單質(zhì)鎳對(duì)進(jìn)口催化劑剛拿來(lái)的樣品、放置幾個(gè)月的樣230-330單質(zhì)鎳品和放于密閉干燥器中的樣品分別進(jìn)行了熱重分析。譜圖見(jiàn)圖2圖3、圖4其對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表2催化劑在熱重分析過(guò)程中出現(xiàn)失重是失去吸附水、其他吸附質(zhì)及某些物質(zhì)的分解、積碳等增重是催化劑中的單質(zhì)鎳被空氣中的氧氧化成氧化鎳出現(xiàn)增重現(xiàn)象。由表2可看出新催化劑與放式1.0置幾個(gè)月的催化劑失重量相差很大,且存放幾個(gè)月的催化劑不再有增重現(xiàn)象即其中不再含有單質(zhì)大化r千閉王榀巽中的催化劑變化卻不中國(guó)煤化工3.0這說(shuō)明在存放進(jìn)口催CNMH,措施經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的溫度AC放置催化劑中的單質(zhì)鎳會(huì)發(fā)生變化。因此建議應(yīng)歡進(jìn)口催化劑進(jìn)行妥善保管防止催化劑發(fā)圖2進(jìn)口催化劑熱重譜圖生變化影響催化性能。第4期周樹(shù)俠等.乙胺催化劑熱重分析研究2.4催化劑使用前后的改變對(duì)評(píng)價(jià)后不同床層部位的催化劑自制進(jìn)行將進(jìn)口催化劑使用前后的樣品進(jìn)行對(duì)比分熱重分析結(jié)果列于表4。析見(jiàn)圖2圖5。對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表3。表4不同床層部位催化劑的比較催化劑溫度/℃重量變化/%床層上部35~300393-520水床層中部385~4床層下部溫度℃由表4看出催化劑床層中不同部位增重情況不同床層由上至下催化劑增重量減少說(shuō)明催圖5使用后的進(jìn)口催化劑熱重譜圖化劑中單質(zhì)鎳量由上至下減少。表3進(jìn)口催化劑使用前后比較3結(jié)論催化劑溫度/℃重量變化/%評(píng)價(jià)前1)催化劑堿式碳酸鎳的組成為N(OHCO b4H,Oo+2,9(2)催化劑的焙燒溫度為400~450℃焙燒評(píng)價(jià)700小時(shí)后時(shí)間5h280-4503進(jìn)口催化劑在存放過(guò)程中要采取保護(hù)措施。由表3看出,評(píng)價(jià)前的催化劑出現(xiàn)增重的溫度即單質(zhì)鎳被氧化的溫度)為235℃而增重結(jié)[參考文獻(xiàn)束的溫度為325℃,即325℃單質(zhì)鎳氧化反應(yīng)結(jié)[1]劉振海熱分析導(dǎo)跡M]北京北學(xué)工業(yè)出版社991束。評(píng)價(jià)700h的催化劑出現(xiàn)增重的溫度為280[2]劉金香簿熱分析用于臨氳常壓烷基化催化劑的研究J℃高出評(píng)價(jià)前催化劑45℃增重結(jié)束的溫度為氨催化學(xué)報(bào),9842)190[3] Patnasamy, P. et al. J Catal. 1975, 19: 38450℃高出評(píng)價(jià)前催化劑125℃。這說(shuō)明評(píng)價(jià)后[4] Ling Yuan Chen Chin Yang Lin. Proc. Conf. Int. Therm. Anal的催化劑單質(zhì)鎳的活性降低其氧化反應(yīng)速度也[J].1982,7:1230.減慢[5]李德經(jīng)等.乙烯氯化催化劑的研究[J]石油化工,1975A由于自制催化劑成形后鎳以氧化態(tài)存在要在使用前對(duì)其進(jìn)行還原還原后直接用于催化反應(yīng)。[61劉香落熱法研究甲靜在沸石催化劑上轉(zhuǎn)化為世級(jí)因此對(duì)自制催化劑無(wú)法進(jìn)行評(píng)價(jià)前后的比較。烴過(guò)程中的積炭行炕J]催化學(xué)報(bào)1985K3)238A THERMOGRAVIMETRIC STUDY ON ETHYLAMINE CATALYSTZHOU Shu-xia , YAo Jian-s中國(guó)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