本發(fā)明涉及一種可再生高效催化分解甲硫醇的催化劑制備方法,屬于惡臭氣體處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
甲硫醇作為一種特殊的揮發(fā)性有機(jī)物(volatileorganiccompounds,vocs),在空氣中易累積形成有機(jī)氣溶膠,導(dǎo)致大氣光化學(xué)煙霧和霧霾等嚴(yán)重的大氣污染問題。甲硫醇也具有嗅閾值低和高毒、高腐蝕的性質(zhì),會(huì)引起人體神經(jīng)系統(tǒng)麻醉;如果長(zhǎng)期工作或生活在濃度很高的環(huán)境中,會(huì)引發(fā)呼吸系統(tǒng)問題,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致呼吸癱瘓。同時(shí)甲硫醇具有的高酸度會(huì)腐蝕反應(yīng)設(shè)備。此外,甲硫醇來源極其廣泛,主要來源于石油加工過程、天然氣、煉焦?fàn)t、制革廠、造紙廠、污染控制設(shè)施(廢水處理系統(tǒng)、衛(wèi)生填埋系統(tǒng))。因此,對(duì)甲硫醇處理技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究已是迫在眉睫,針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程中的甲硫醇尾氣治理以及石油產(chǎn)品中硫醇去除的研究工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
國(guó)內(nèi)外針對(duì)甲硫醇脫除的方法主要有吸附法、堿液吸收法、燃燒法、生物法以及催化分解法等。吸附法凈化效率很高,尤其對(duì)低濃度有害氣體的凈化程度高,但吸附劑的容量有限,再生比較麻煩,有二次污染問題。吸收法對(duì)硫醇的吸收率較高,處理成本低,操作簡(jiǎn)便,其缺點(diǎn)是接觸反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng),氣液接觸不能很完善,脫除不徹底,用于處理低濃度工業(yè)尾氣時(shí),難以確保尾氣達(dá)標(biāo)排放。催化燃燒法凈化效率高,操作溫度較低、能耗較少,但催化劑較為昂貴,且易于中毒,一次性投資略偏高。微生物法可在常溫、常壓下進(jìn)行,成本低且不會(huì)產(chǎn)生二次污染,但占地較大,菌種的篩選培養(yǎng)較為困難,見效稍慢,對(duì)于低濃度甲硫醇廢氣,由于其濃度低,微生物生長(zhǎng)受到抑制,脫除不徹底。而催化分解法因無需添加任何試劑、污染較少而成為國(guó)內(nèi)外一個(gè)重點(diǎn)研究方向。在催化分解領(lǐng)域,催化劑的選擇是關(guān)鍵。
目前,國(guó)外學(xué)者主要利用鈰基催化劑、hzsm-5分子篩及稀土改性hzsm-5等系列催化劑分解甲硫醇。但前兩類催化劑普遍存在容易失活問題(如hzsm-5分子篩在線反應(yīng)6h后,催化劑就開始失活;納米ceo2催化分解甲硫醇?jí)勖鼉H10h)。對(duì)hzsm-5稀土改性后,催化壽命顯著提高,甲硫醇完全轉(zhuǎn)化壽命可持續(xù)60h以上,而催化劑反應(yīng)活性沒有明顯提高,550℃下才使甲硫醇完全轉(zhuǎn)化。因此,對(duì)于高效去除惡臭氣體甲硫醇,消除甲硫醇對(duì)環(huán)境的污染,尋求活性更好、穩(wěn)定性更好的催化劑是關(guān)鍵。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種可再生高效催化分解甲硫醇的催化劑制備方法,包括以下步驟:
(1)將介孔分子篩移入馬弗爐中,在400~600℃下焙燒1~6h,備用;
(2)以焙燒后的介孔分子篩為載體,將焙燒后的介孔分子篩加入到含鉻化合物溶液中,含鉻化合物與介孔分子篩的質(zhì)量比為1.5~160:100,溶液量以使載體正好完全浸漬為度,使其浸漬均勻,在常溫下浸漬12h;
(3)將浸漬處理過的介孔分子篩在80~100℃下干燥2~6h后移入馬弗爐中,于400~600℃下焙燒1~6h,即得所述催化劑。
所述介孔分子篩為mcm-41、sba-15、sba-16、kit中的任意一種,可通過市購(gòu)獲得。
所述含鉻化合物為硝酸鉻、硫酸鉻、氯化鉻、重鉻酸鹽、鉻酸鹽中的任意一種。
制得的催化劑的組成成分重量百分比為:74.5~99.5%的介孔分子篩與0.5~25.5%的鉻元素。
制得的催化劑可在以下反應(yīng)條件下對(duì)甲硫醇進(jìn)行催化分解:
失活催化劑的再生:將失活的cr/mcm-41、cr/sba-15、cr/sba-16、cr/kit催化劑用惰性氣體吹掃30min,去除易燃?xì)怏w(甲硫醇等);在500℃下,通入空氣再生20min,即可獲得再生后的cr/mcm-41、cr/sba-15、cr/sba-16、cr/kit催化劑。
再生方法參照發(fā)明專利申請(qǐng)《一種分解甲硫醇?xì)怏w的re/hzsm-5催化劑的再生方法》(申請(qǐng)?zhí)枺?01510678808.x)。
本發(fā)明制得的催化劑具有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)活性高,例如,當(dāng)反應(yīng)溫度為400℃時(shí),550℃下焙燒的7.5wt%cr/mcm-41催化劑的活性可達(dá)到100%,而未改性mcm-41分子篩基本無活性;
(2)壽命長(zhǎng),例如,當(dāng)反應(yīng)溫度為500℃時(shí),550℃下焙燒的10wt%cr/mcm-41催化劑在120h還可達(dá)到甲硫醇100%完全轉(zhuǎn)化,而未改性mcm-41分子篩在相同條件下無活性;
(3)再生性好,經(jīng)過再生的催化劑具有與原先催化劑一樣的使用壽命,經(jīng)過多次再生,性能和結(jié)構(gòu)幾乎沒有發(fā)生任何變化。
附圖說明
圖1為實(shí)施例2制備的7.5wt%cr/mcm-41催化劑和實(shí)施例3中未作改性處理的mcm-41分子篩的催化活性對(duì)比圖;
圖2為實(shí)施例13制備的10wt%cr/mcm-41催化劑的壽命圖;
圖3為實(shí)施例3中未作改性處理的mcm-41分子篩、實(shí)施例13制備的10wt%cr/mcm-41催化劑和經(jīng)第三次再生的10wt%cr/mcm-41催化劑xrd圖;
圖4為實(shí)施例13制備的10wt%cr/mcm-41催化劑多次再生壽命圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明,但本發(fā)明保護(hù)范圍不局限于所述內(nèi)容。
實(shí)施例1
將市售mcm-41分子篩放入馬弗爐中,在550℃下焙燒5h,備用。采用等體積浸漬法,負(fù)載活性組分鉻(cr)元素。預(yù)先稱取0.2g焙燒后的mcm-41于表面皿上滴加去離子水確定載體吸收溶液的能力,測(cè)定正好使載體完全浸漬所需的水為1.25g,將0.2697g分析純六水合氯化鉻溶于6.25g去離子水中,攪拌,待完全溶解后,加入1g焙燒后的mcm-41到此氯化鉻溶液中,攪拌均勻,使之充分浸漬吸收12h后,在90℃下干燥6h后移入馬弗爐中,于550℃下焙燒5h,即得到含有活性組分鉻元素的5wt%cr/mcm-41催化劑。
將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.2g,進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度400℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解反應(yīng),甲硫醇的轉(zhuǎn)化率為93.2%;將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.4g,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),催化劑甲硫醇完全轉(zhuǎn)化壽命為110h。
失活催化劑的再生:用惰性氣體-氮?dú)猓?0ml/min)對(duì)失活的5wt%cr/mcm-41催化劑吹掃30min,去除甲硫醇等易燃?xì)怏w,再通入空氣(30ml/min),在500℃下對(duì)其進(jìn)行再生20min,即可得到再生后的催化劑。
將再生催化劑在進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下進(jìn)行壽命測(cè)試,新鮮催化劑反應(yīng)了138h徹底失活,再生催化劑反應(yīng)137h徹底失活。
實(shí)施例2
將市售mcm-41分子篩放入馬弗爐中,在550℃下焙燒5h,備用。采用等體積浸漬法,負(fù)載活性組分鉻(cr)元素。預(yù)先稱取0.2g焙燒后的mcm-41于表面皿上滴加去離子水確定載體吸收溶液的能力,測(cè)定正好使載體完全浸漬所需的水為1.25g,將0.4155g分析純六水合氯化鉻溶于6.25g去離子水中,攪拌,待完全溶解后,加入1g焙燒后的mcm-41到此氯化鉻溶液中,攪拌均勻,使之充分浸漬吸收12h后,在90℃下干燥6h后移入馬弗爐中,于550℃下焙燒5h,即得到含有活性組分鉻元素的7.5wt%cr/mcm-41催化劑。
將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.2g,進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度400℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解反應(yīng),甲硫醇的轉(zhuǎn)化率為100%,催化活性如圖1所示;將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.4g,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),催化劑甲硫醇完全轉(zhuǎn)化壽命為130h。
失活催化劑的再生步驟與實(shí)施例1相同。將再生催化劑在進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下進(jìn)行壽命測(cè)試,新鮮催化劑反應(yīng)了168h徹底失活,而再生的催化劑的壽命(反應(yīng)至徹底失活)為165h。
實(shí)施例3
取0.2g市售mcm-41分子篩(未對(duì)其作任何改性處理)裝填于反應(yīng)器內(nèi),甲硫醇分解的反應(yīng)條件均與實(shí)施例1相同,甲硫醇的轉(zhuǎn)化率為0,催化活性如圖1所示,xrd圖如圖3所示。
實(shí)施例4
將市售sba-16分子篩放入馬弗爐中,在550℃下焙燒5h,備用。采用等體積浸漬法,負(fù)載活性組分鉻(cr)元素。預(yù)先稱取0.2g焙燒后的sba-16于表面皿上滴加去離子水確定載體吸收溶液的能力,測(cè)定正好使載體完全浸漬所需的水為0.35g,將0.9043g分析純六水合氯化鉻溶于1.75g去離子水中,攪拌,待完全溶解后,加入1g焙燒后的sba-16到此氯化鉻溶液中,攪拌均勻,使之充分浸漬吸收12h后,在90℃下干燥6h后移入馬弗爐中,于550℃下焙燒5h,即得到含有活性組分鉻元素的15wt%cr/sba-16催化劑。
將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.2g,進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度400℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解反應(yīng),甲硫醇的轉(zhuǎn)化率為92.1%;將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.4g,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),催化劑甲硫醇完全轉(zhuǎn)化壽命為98h。
失活催化劑的再生步驟與實(shí)施例1相同。將再生催化劑在進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下進(jìn)行壽命測(cè)試,新鮮催化劑反應(yīng)了118h徹底失活,而再生的催化劑的壽命為119h。
實(shí)施例5
將市售sba-16分子篩放入馬弗爐中,在550℃下焙燒5h,備用。采用等體積浸漬法,負(fù)載活性組分鉻(cr)元素。預(yù)先稱取0.2g焙燒后的sba-16于表面皿上滴加去離子水確定載體吸收溶液的能力,測(cè)定正好使載體完全浸漬所需的水為0.35g,將1.2811g分析純六水合氯化鉻溶于1.75g去離子水中,攪拌,待完全溶解后,加入1g焙燒后的sba-16到此氯化鉻溶液中,攪拌均勻,使之充分浸漬吸收12h后,在90℃下干燥6h后移入馬弗爐中,于550℃下焙燒5h,即得到含有活性組分鉻元素的20wt%cr/sba-16催化劑。
將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.2g,進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度400℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解反應(yīng),甲硫醇的轉(zhuǎn)化率為91.6%;將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.4g,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),催化劑甲硫醇完全轉(zhuǎn)化壽命為93h。
失活催化劑的再生步驟與實(shí)施例1相同。將再生催化劑在進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下進(jìn)行壽命測(cè)試,新鮮催化劑反應(yīng)了123h徹底失活,而再生的催化劑的壽命為120h。
實(shí)施例6
取0.2g市售sba-16分子篩(未對(duì)其作任何改性處理)裝填于反應(yīng)器內(nèi),甲硫醇分解的反應(yīng)條件均與實(shí)施例4相同,甲硫醇的轉(zhuǎn)化率為0。
實(shí)施例7
將市售sba-15分子篩放入馬弗爐中,在550℃下焙燒5h,備用。采用等體積浸漬法,負(fù)載活性組分鉻(cr)元素。預(yù)先稱取0.2g焙燒后的sba-15于表面皿上滴加去離子水確定載體吸收溶液的能力,測(cè)定正好使載體完全浸漬所需的水為0.39g,將0.2697g分析純六水合氯化鉻溶于1.95g去離子水中,攪拌,待完全溶解后,加入1g焙燒后的sba-15到此氯化鉻溶液中,攪拌均勻,使之充分浸漬吸收12h后,在90℃下干燥6h后移入馬弗爐中,于550℃下焙燒5h,即得到含有活性組分鉻元素的5wt%cr/sba-15催化劑。
將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.2g,進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度400℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解反應(yīng),甲硫醇的轉(zhuǎn)化率為89.3%;將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.4g,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),催化劑甲硫醇完全轉(zhuǎn)化壽命為100h。
失活催化劑的再生步驟與實(shí)施例1相同。將再生催化劑在進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下進(jìn)行壽命測(cè)試,新鮮催化劑反應(yīng)了130h徹底失活,而再生的催化劑的壽命為127h。
實(shí)施例8
將市售sba-15分子篩放入馬弗爐中,在550℃下焙燒5h,備用。采用等體積浸漬法,負(fù)載活性組分鉻(cr)元素。預(yù)先稱取0.2g焙燒后的sba-15于表面皿上滴加去離子水確定載體吸收溶液的能力,測(cè)定正好使載體完全浸漬所需的水為0.39g,將0.4155g分析純六水合氯化鉻溶于1.95g去離子水中,攪拌,待完全溶解后,加入1g焙燒后的sba-15到此氯化鉻溶液中,攪拌均勻,使之充分浸漬吸收12h后,在90℃下干燥6h后移入馬弗爐中,于550℃下焙燒5h,即得到含有活性組分鉻元素的7.5wt%cr/sba-15催化劑。
將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.2g,進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度400℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解反應(yīng),甲硫醇的轉(zhuǎn)化率為99.3%;將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.4g,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),催化劑甲硫醇完全轉(zhuǎn)化壽命為126h。
失活催化劑的再生步驟與實(shí)施例1相同。將再生催化劑在進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下進(jìn)行壽命測(cè)試,新鮮催化劑反應(yīng)了156h徹底失活,而再生的催化劑的壽命為155h。
實(shí)施例9
取0.2g市售sba-15分子篩(未對(duì)其作任何改性處理)裝填于反應(yīng)器內(nèi),甲硫醇分解的反應(yīng)條件均與實(shí)施例7相同,甲硫醇的轉(zhuǎn)化率為0。
實(shí)施例10
將市售kit分子篩放入馬弗爐中,在550℃下焙燒5h,備用。采用等體積浸漬法,負(fù)載活性組分鉻(cr)元素。預(yù)先稱取0.2g焙燒后的kit于表面皿上滴加去離子水確定載體吸收溶液的能力,測(cè)定正好使載體完全浸漬所需的水為0.43g,將0.5694g分析純六水合氯化鉻溶于2.15g去離子水中,攪拌,待完全溶解后,加入1g焙燒后的kit到此氯化鉻溶液中,攪拌均勻,使之充分浸漬吸收12h后,在90℃下干燥6h后移入馬弗爐中,于550℃下焙燒5h,即得到含有活性組分鉻元素的10wt%cr/kit催化劑。
將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.2g,進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度400℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解反應(yīng),甲硫醇的轉(zhuǎn)化率為88.2%;將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.4g,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),催化劑甲硫醇完全轉(zhuǎn)化壽命為113h。
失活催化劑的再生步驟與實(shí)施例1相同。將再生催化劑在進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下進(jìn)行壽命測(cè)試,新鮮催化劑反應(yīng)了143h徹底失活,而再生的催化劑的壽命為141h。
實(shí)施例11
將市售kit分子篩放入馬弗爐中,在550℃下焙燒5h,備用。采用等體積浸漬法,負(fù)載活性組分鉻(cr)元素。預(yù)先稱取0.2g焙燒后的kit于表面皿上滴加去離子水確定載體吸收溶液的能力,測(cè)定正好使載體完全浸漬所需的水為0.43g,將0.9043g分析純六水合氯化鉻溶于2.15g去離子水中,攪拌,待完全溶解后,加入1g焙燒后的kit到此氯化鉻溶液中,攪拌均勻,使之充分浸漬吸收12h后,在90℃下干燥6h后移入馬弗爐中,于550℃下焙燒5h,即得到含有活性組分鉻元素的15wt%cr/kit催化劑。
將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.2g,進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度400℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解反應(yīng),甲硫醇的轉(zhuǎn)化率為80.6%;將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.4g,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),催化劑甲硫醇完全轉(zhuǎn)化壽命為104h。
失活催化劑的再生步驟與實(shí)施例1相同。將再生催化劑在進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下進(jìn)行壽命測(cè)試,新鮮催化劑反應(yīng)了134h徹底失活,而再生的催化劑的壽命為132h。
實(shí)施例12
取0.2g市售kit分子篩(未對(duì)其作任何改性處理)裝填于反應(yīng)器內(nèi),甲硫醇分解的反應(yīng)條件均與實(shí)施例10相同,甲硫醇的轉(zhuǎn)化率為0。
實(shí)施例13
將市售mcm-41分子篩放入馬弗爐中,在550℃下焙燒5h,備用。采用等體積浸漬法,負(fù)載活性組分鉻(cr)元素。預(yù)先稱取0.2g焙燒后的mcm-41于表面皿上滴加去離子水確定載體吸收溶液的能力,測(cè)定正好使載體完全浸漬所需的水為1.25g,將0.5386g分析純重鉻酸銨溶于6.25g去離子水中,攪拌,待完全溶解后,加入1g焙燒后的mcm-41到此重鉻酸銨溶液中,攪拌均勻,使之充分浸漬吸收12h后,在80℃下干燥2h后移入馬弗爐中,于550℃下焙燒5h,即得到含有活性組分鉻元素的10wt%cr/mcm-41催化劑,xrd圖如圖3所示。
將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.2g,進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度400℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解反應(yīng),甲硫醇的轉(zhuǎn)化率為98.4%;將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.4g,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),催化劑甲硫醇完全轉(zhuǎn)化壽命為120h,如圖2所示。
失活催化劑的再生步驟與實(shí)施例1相同。將再生催化劑在進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下進(jìn)行壽命測(cè)試,新鮮催化劑反應(yīng)了150h徹底失活,而再生的催化劑的壽命為149h。
再次失活的催化劑經(jīng)第二次再生,再生步驟不變。將經(jīng)第二次再生的催化劑在進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下進(jìn)行壽命測(cè)試,經(jīng)第二次再生的催化劑的壽命為150h。
再次失活后經(jīng)第三次再生,再生步驟不變。將經(jīng)第三次再生的催化劑在進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下進(jìn)行壽命測(cè)試,經(jīng)第三次再生的催化劑的壽命為150h,xrd圖如圖3所示。
制得的10wt%cr/mcm-41催化劑及經(jīng)多次再生后的催化劑壽命圖如圖4所示。
實(shí)施例14
將市售sba-15分子篩放入馬弗爐中,在500℃下焙燒2h,備用。采用等體積浸漬法,負(fù)載活性組分鉻(cr)元素。預(yù)先稱取0.2g焙燒后的sba-15于表面皿上滴加去離子水確定載體吸收溶液的能力,測(cè)定正好使載體完全浸漬所需的水為0.39g,將1.0283g分析純重鉻酸銨溶于1.95g去離子水中,攪拌,待完全溶解后,加入1g焙燒后的sba-15到此純重鉻酸銨溶液中,攪拌均勻,使之充分浸漬吸收12h后,在95℃下干燥5h后移入馬弗爐中,于500℃下焙燒2h,即得到含有活性組分鉻元素的17.5wt%cr/sba-15催化劑。
將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.2g,進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度400℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解反應(yīng),甲硫醇的轉(zhuǎn)化率為92.6%;將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.4g,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),催化劑甲硫醇完全轉(zhuǎn)化壽命為117h。
失活催化劑的再生步驟與實(shí)施例1相同。將再生催化劑在進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下進(jìn)行壽命測(cè)試,新鮮催化劑反應(yīng)了147h徹底失活,而再生的催化劑的壽命為148h。
實(shí)施例15
將市售kit分子篩放入馬弗爐中,在500℃下焙燒1h,備用。采用等體積浸漬法,負(fù)載活性組分鉻(cr)元素。預(yù)先稱取0.2g焙燒后的kit于表面皿上滴加去離子水確定載體吸收溶液的能力,測(cè)定正好使載體完全浸漬所需的水為0.43g,將0.0397g分析純硫酸鉻溶于2.15g去離子水中,攪拌,待完全溶解后,加入1g焙燒后的kit到此硫酸鉻溶液中,攪拌均勻,使之充分浸漬吸收12h后,在90℃下干燥4h后移入馬弗爐中,于500℃下焙燒2h,即得到含有活性組分鉻元素的0.5wt%cr/kit催化劑。
將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.2g,進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度400℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解反應(yīng),甲硫醇的轉(zhuǎn)化率為90.3%;將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.4g,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),催化劑甲硫醇完全轉(zhuǎn)化壽命為94h。
失活催化劑的再生步驟與實(shí)施例1相同。將再生催化劑在進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下進(jìn)行壽命測(cè)試,新鮮催化劑反應(yīng)了124h徹底失活,而再生的催化劑的壽命為122h。
實(shí)施例16
將市售sba-16分子篩放入馬弗爐中,在450℃下焙燒4h,備用。采用等體積浸漬法,負(fù)載活性組分鉻(cr)元素。預(yù)先稱取0.2g焙燒后的sba-16于表面皿上滴加去離子水確定載體吸收溶液的能力,測(cè)定正好使載體完全浸漬所需的水為0.35g,將1.0990g分析純九水合硝酸鉻溶于1.75g去離子水中,攪拌,待完全溶解后,加入1g焙燒后的sba-16到此九水合硝酸鉻溶液中,攪拌均勻,使之充分浸漬吸收12h后,在85℃下干燥5h后移入馬弗爐中,于450℃下焙燒4h,即得到含有活性組分鉻元素的12.5wt%cr/sba-16催化劑。
將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.2g,進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度400℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解反應(yīng),甲硫醇的轉(zhuǎn)化率為88.9%;將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.4g,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),催化劑甲硫醇完全轉(zhuǎn)化壽命為111h。
失活催化劑的再生步驟與實(shí)施例1相同。將再生催化劑在進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下進(jìn)行壽命測(cè)試,新鮮催化劑反應(yīng)了141h徹底失活,而再生的催化劑的壽命為140h。
實(shí)施例17
將市售sba-15分子篩放入馬弗爐中,在600℃下焙燒3h,備用。采用等體積浸漬法,負(fù)載活性組分鉻(cr)元素。預(yù)先稱取0.2g焙燒后的sba-15于表面皿上滴加去離子水確定載體吸收溶液的能力,測(cè)定正好使載體完全浸漬所需的水為0.39g,將1.0011g分析純鉻酸銨溶于1.95g去離子水中,攪拌,待完全溶解后,加入1g焙燒后的sba-15到此氯化鉻溶液中,攪拌均勻,使之充分浸漬吸收12h后,在95℃下干燥3h后移入馬弗爐中,于550℃下焙燒3h,即得到含有活性組分鉻元素的25.5wt%cr/sba-15催化劑。
將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.2g,進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度400℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解反應(yīng),甲硫醇的轉(zhuǎn)化率為79.6%;將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.4g,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),催化劑甲硫醇完全轉(zhuǎn)化壽命為80h。
失活催化劑的再生步驟與實(shí)施例1相同。將再生催化劑在進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下進(jìn)行壽命測(cè)試,新鮮催化劑反應(yīng)了110h徹底失活,而再生的催化劑的壽命為110h。
實(shí)施例18
將市售mcm-41分子篩放入馬弗爐中,在400℃下焙燒6h,備用。采用等體積浸漬法,負(fù)載活性組分鉻(cr)元素。預(yù)先稱取0.2g焙燒后的mcm-41于表面皿上滴加去離子水確定載體吸收溶液的能力,測(cè)定正好使載體完全浸漬所需的水為1.25g,將0.4590g分析純重鉻酸鉀溶于6.25g去離子水中,攪拌,待完全溶解后,加入1g焙燒后的mcm-41到此重鉻酸鉀溶液中,攪拌均勻,使之充分浸漬吸收12h后,在100℃下干燥6h后移入馬弗爐中,于400℃下焙燒6h,即得到含有活性組分鉻元素的7.5wt%cr/mcm-41催化劑。
將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.2g,進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度400℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解反應(yīng),甲硫醇的轉(zhuǎn)化率為100%;將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.4g,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),催化劑甲硫醇完全轉(zhuǎn)化壽命為61h。
失活催化劑的再生步驟與實(shí)施例1相同。將再生催化劑在進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下進(jìn)行壽命測(cè)試,新鮮催化劑反應(yīng)了91h徹底失活,而再生的催化劑的壽命為88h。
實(shí)施例19
將市售sba-16分子篩放入馬弗爐中,在600℃下焙燒5h,備用。采用等體積浸漬法,負(fù)載活性組分鉻(cr)元素。預(yù)先稱取0.2g焙燒后的sba-16于表面皿上滴加去離子水確定載體吸收溶液的能力,測(cè)定正好使載體完全浸漬所需的水為0.35g,將0.6591g分析純鉻酸鉀溶于1.75g去離子水中,攪拌,待完全溶解后,加入1g焙燒后的sba-16到此純鉻酸鉀溶液中,攪拌均勻,使之充分浸漬吸收12h后,在90℃下干燥6h后移入馬弗爐中,于600℃下焙燒5h,即得到含有活性組分鉻元素的15wt%cr/sba-16催化劑。
將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.2g,進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度400℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解反應(yīng),甲硫醇的轉(zhuǎn)化率為91.6%;將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.4g,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),催化劑甲硫醇完全轉(zhuǎn)化壽命為65h。
失活催化劑的再生步驟與實(shí)施例1相同。將再生催化劑在進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下進(jìn)行壽命測(cè)試,新鮮催化劑反應(yīng)了95h徹底失活,而再生的催化劑的壽命為90h。
實(shí)施例20
將市售kit分子篩放入馬弗爐中,在450℃下焙燒3h,備用。采用等體積浸漬法,負(fù)載活性組分鉻(cr)元素。預(yù)先稱取0.2g焙燒后的kit于表面皿上滴加去離子水確定載體吸收溶液的能力,測(cè)定正好使載體完全浸漬所需的水為0.43g,將0.7312g分析純鉻酸銨溶于2.15g去離子水中,攪拌,待完全溶解后,加入預(yù)處理的1g焙燒后的kit到此純鉻酸銨溶液中,攪拌均勻,使之充分浸漬吸收12h后,在85℃下干燥4h后移入馬弗爐中,于450℃下焙燒3h,即得到含有活性組分鉻元素的20wt%cr/kit催化劑。
將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.2g,進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度400℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解反應(yīng),甲硫醇的轉(zhuǎn)化率為85.3%;將制得的催化劑篩分至40~60目,裝填在反應(yīng)器內(nèi),催化劑填裝質(zhì)量為0.4g,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下,進(jìn)行甲硫醇催化分解的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn),催化劑甲硫醇完全轉(zhuǎn)化壽命為117h。
失活催化劑的再生步驟與實(shí)施例1相同。將再生催化劑在進(jìn)料總空速為4280h-1,反應(yīng)體系壓力為常壓,反應(yīng)溫度500℃的條件下進(jìn)行壽命測(cè)試,新鮮催化劑反應(yīng)了147h徹底失活,而再生的催化劑的壽命為144h。