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随着高效聚合催化剂的不断开发,对烯烃原 料中杂质净化深度的要求越来越高。一般烯烃原料 中CO的体积分数为(1-5)×10-6,经催化剂净化 后,CO的体积分数一般小于0.1×10-6,但相当多 的新型高效聚合催化剂则要求原料中的CO体积分 数小于30×10-9,至今国内尚没有一种合适的净化催化剂能够达到这一要求。
微反评价实验在不锈钢反应管内进行,反应器 内径为8mm。催化剂装填量为1mL。原料由精乙 烯与CO混合而得。反应前后物料的组成用美国瓦 里安公司的CP3800型色谱仪分析,该色谱仪CO的 最低检测限为0.1×10-9。当反应后物料中的CO 体积分数小于0.1×10-6时。可切换至美国Arnetek 公司的TR3000A型微量CO分析仪进行分析,该仪 器的CO最小检测精度为10×10-9。
采用共沉淀法制备了CuO/ZnO/ZrO2催化剂, 研究在m(CuO):m(ZnO):n(ZrO2)=70:15:15下 该催化剂脱除乙烯物料中CO的情况。在反应温度 90℃、反应压力2 MPa和空速3 000 h-1的条件下, Cuo/ZnO/ZrO2催化剂可将乙烯物料中体积分数为 2.4×10-6的CO深度脱除至3×10-8以下,其活性 明显优于工业对比催化剂。在微反评价装置上对 1#催化剂进行4 h稳定性评价,结果如图1所示。从图1可以看出,1#催化剂具有良好的稳定性。
采用X射线衍射、X射线光电子能谱、H2-程 序升温还原和高分辨透射电子显微镜等对催化剂进 行了表征,高分辨透射电子显微镜照片见图2。从图2可以看出,CuO/ZnO/zrO2催化剂中的 ZrO2主要是以无定型的形式存在。对比工业催化 剂和CuO/ZnO/ZrO2催化剂得知,虽然CuO质量分 数从30%提高到70%,但CuO晶粒的尺寸由 12.9 nm减小到6.O nm,ZrO2的引入促进了CuO活性位的分散,大大提高了催化活性。