硼、镁改性HZSM-5分子筛用于甲苯甲醇烷基化反应

采用Py-IR分析研究了硼(B)、镁(Mg)及B-Mg复合改性对HZSM-5分子筛表面酸性和催化性能的影响.结果表明,Mg、B及B-Mg复合改性后的HZSM-5,其B酸中心和L酸中心均降低.B元素的加入有利于对位选择性的提高,但会降低催化剂的稳定性.Mg元素的加入减缓了B元素的流失,提高了催化剂的稳定性,从而使得甲苯甲醇烷基化反应中对-二甲苯的收率大大提高.     

甲苯与甲醇侧链烷基化制苯乙烯的研究进展

甲苯与甲醇侧链烷基化制苯乙烯工艺过程简单、原料廉价,是有发展前景的苯乙烯工业生产路线。介绍了甲苯与甲醇发生侧链烷基化的反应机理和反应热力学,剖析了催化剂性质对该反应过程的影响,进而综述了近年来用于该反应的分子筛类和非分子筛类催化剂的研究进展。分析表明,目前对于甲苯侧链烷基化催化剂的研究主要集中在两个方面：一方面是对X分子筛催化剂的改性,通过调变X分子筛表面酸碱性质来控制反应过程;另一方面是开发具有匹配酸/碱性质及合适孔道结构的新型高效催化剂。     

在含混合稀土的ZSM—5沸石催化剂上甲苯—甲醇合成对二甲苯的研究

本文考察了在含稀土与不含稀土的ZSM-5沸石催化剂上,用甲苯、甲醇合成对二甲苯的反应性能.含稀土催化剂具有良好的综合反应性能,其甲苯转化率为20.7%,对二甲苯选择性为98.7%,经50h 连续运转仍未失活。从红外光谱法和氨吸附的程序升温脱附法测定的酸性质数据分析,减少催化剂表面上的L 酸中心,降低酸强度,保留适宜强度的B 酸中心是提高活性稳定性的必要条件.     

苯胺气相N-甲基化反应与动力学研究

使用管式固定床反应器对多种催化剂用于苯胺和甲醇气相N-烷基化反应的活性进行了评价。用红外光谱测定了催化剂表面酸的类型;用程序升温脱附法测定了表面酸强度分布。对催化剂的活性和表面酸性进行了关联,确定了苯胺的N-甲基化是在较弱的L酸中心上进行的。用管式反应器研究了催化剂的使用工艺条件、稳定性及其反应动力学,获得了反应速率方程、活化能,并提出了可能的反应机理。     

国外文摘

改性ZSM-5沸石催化剂上甲苯-甲醇 选择性烷基化 用元素周期表中的第Ⅱ主族及第Ⅷ族的二价金属元素改性H-ZSM-5沸石。用Mg、Sr、Ba、Co和Ni的金属前体浸渍氧化铝粘合剂含量为35％的H-ZSM-5使沸石得以改性。改性催化剂的结构用XRD(X射线衍射)及FTIR技术表征。用铵的温程解吸研究了沸石不同酸中心的分布及强度。测量裂化正己烷探测分子的速度常数,确认了活性布朗斯特酸中心。间二甲苯及乙基苯探测分子的标准测试反应监测了引起改性ZSM-5开孔大小减小的变化。研究了甲苯与甲醇在改性ZSM-5催化剂上选择性烷基化成对二甲苯,还考察了温度、空速(WHSV)及甲醇/     

HY分子筛催化甲苯与叔丁醇烷基化的研究

采用HY分子筛催化剂进行甲苯与叔丁醇的烷基化反应,开展了催化剂制备、红外酸性表征及反应条件研究。研究结果表明,催化剂较佳的分子筛含量为60％,适宜的催化剂焙烧、温度为550℃;较佳的烷基化条件为反应温度200℃、时间4h、压力1．0MPa、甲苯与叔丁醇摩尔比6、空速4h^-1,甲苯转化率达到33．97％,反应产物主要是对叔丁基甲苯;催化剂B酸中心对烷基化催化性能影响显著,随着催化剂B酸量／L酸量比值的增大,甲苯转化率和对叔丁基甲苯选择性均呈现增大的变化趋势。失活催化剂经过洗涤再生,其活性得到部分恢复。     

甲苯一步法制取高浓度对二甲苯

近年来,国外发表了一些以 ZSM-5分子筛为基础的催化剂进行甲苯歧化或甲苯-甲醇烷基化直接制取高浓度对二甲苯的报道。美国专利3,965,210报道,用一种以聚合物改性的 HZSM-5分子筛催化剂进行甲苯-甲醇烷基化反应,甲苯的烷基化率达27.5%,二甲苯产率占转化甲苯的84%,其中对、间、邻二甲苯的比例为92:6:2。美国专利3,965,208报道,加磷酸三甲酯的 ZSM 分子筛催化剂(含磷约4%)用于     

用于甲苯和甲醇侧链烷基化反应的分子筛催化剂的研究

采用阳离子交换的X-型分子筛作为甲苯和甲醇侧链烷基化反应的催化剂,研究了甲苯侧链烷基化反应的规律。证实了半径大的碱金属离子交换的X-型分子筛,其表面主要显碱性,能够催化甲苯侧链烷基化反应。在Rb-X和Cs-X中引入少量Li~ 离子,能够在原分子筛上形成酸碱协调的活性中心,更有利于侧链烷基化活性的提高。对Cs-X催化剂,当Li/(Li Cs)的摩尔比为0.18时活性最佳。以静电势(e/r)参量表征X-型分子筛表面酸碱的强弱。静电势小,碱性强,静电势大,酸性强;静电势为0.65时,Cs-Li-X催化剂表面酸碱匹配适度,活性最佳。静电势和催化活性的关系与量子化学计算的前沿轨道能量大小和碳原子上的电荷密度分布所作出的预测结论一致。并对甲苯和甲醇侧链烷基化制取乙苯和苯乙烯的适宜条件作了探讨。     

镍盐前驱体对Ni改性HZSM-5择形催化甲苯与甲醇合成对二甲苯反应性能的影响

分别以硝酸镍、氯化镍、硫酸镍和乙酸镍为前驱体,采用浸渍法制备了Ni改性HZSM-5催化剂,并考察了其对甲苯甲醇烷基化反应合成对二甲苯的催化性能。采用XRD、TG-DTG、N₂吸附-脱附、H₂-TPR和NH₃-TPD手段对催化剂进行了表征。结果表明,由于镍盐前驱体中阴离子种类的不同,活性Ni物种在催化剂中的分散状态和存在形式不同,导致Ni改性催化剂具有不同的烷基化催化活性和加氢活性;与母体催化剂相比,催化甲苯甲醇烷基化反应的甲苯转化率降低,对二甲苯选择性呈现不同变化,并且Ni的加氢作用延缓了催化剂的积炭过程。以硝酸镍为前驱体制备的Ni改性催化剂中活性Ni物种晶粒尺寸较小,分散度较高,具有较高的烷基化催化活性和加氢活性,并且稳定性也比母体催化剂有所提高。     

负载型KX/KZSM-5双沸石催化甲苯甲醇侧链烷基化反应的研究

通过离子交换法制备了KX和KZSM-5催化剂,浸渍法制备了1%K2O-KX和3%K2O-KZSM-5催化剂,机械混磨法制备了KX/3%K2O-KZSM-5催化剂,并考察了其甲苯甲醇烷基化反应的催化性能。甲苯甲醇在碱性较强的KX上发生侧链烷基化反应生成苯乙烯和乙苯,同时伴随着甲醇大量分解生成副产物CO和H2,在碱性较弱的KZSM-5上发生苯环烷基化反应生成二甲苯。KX负载1%质量分数的K2O后甲苯甲醇侧链烷基化反应的活性明显提高,但甲醇分解也更加严重。KX与负载3%质量分数的K2O的KZSM-5均匀机械混合制得催化剂,表现出较高的甲苯甲醇侧链烷基化反应的活性,且通过对反应物的选择性吸附在保持与1%K2O-KX活性相同的同时使甲醇的分解得到一定程度的抑制。     

甲醇制低碳烯烃催化剂的制备与改性

合成了ZSM-5分子筛,对其进行改性制备了HZSM-5和Ca/HZSM-5催化剂,并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线能谱、傅里叶变换红外光谱和吡啶-程序升温脱附方法对催化剂进行了表征。以氮气为载气,在常压、500℃的反应条件下,在连续流动固定床反应器上考察了HZSM-5和Ca/HZSM-5催化剂对甲醇制低碳烯烃反应的催化性能。表征结果显示,Ca/HZSM-5与HZSM-5催化剂相比,酸强度降低,B酸中心数量减少,L酸中心数量增加;评价结果显示,Ca改性后Ca/HZSM-5催化剂的稳定性与转化产物中低碳烯烃的总选择性均显著提高,丙烯选择性由Ca改性前的30%提高到40%。结合催化剂的表征与评价结果,探讨了催化剂酸强度及其分布与催化剂稳定性和甲醇转化产物分布的关系。     

甲醇脱水制二甲醚的催化剂研究

在甲醇气相脱水合成二甲醚反应中,考察了催化剂酸性及反应工艺条件对反应的影响。分子筛的Bronsted酸中心和Lewis酸中心都是甲醇脱水反应的活性中心,而强酸中心是烯烃产生的主要场所。研究表明,采用硅铝比为60的HZSM-23分子筛作为催化剂,适宜的工艺条件为:反应质量空速5 h-1,温度300℃,压力0.1MPa,甲醇转化率为97.6%,二甲醚选择性为95%。     

KOH@NaX酸碱性调控及对甲苯甲醇侧链烷基化性能的影响

通过固 液连续混加法制备了KOH改性的NaX系列催化剂,并采用X射线衍射（XRD）、N₂物理吸附-脱附、傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱（SEM-EDS-Mapping）、CO₂-TPD、NH₃-TPD等表征手段对其进行分析,考察KOH改性的NaX系列催化剂在甲苯甲醇侧链烷基化反应中的催化性能。结果表明：KOH的均匀负载有利于增加NaX分子筛上强碱性位,同时抑制了中强酸性位;显著提高了甲醇转化率和苯乙烯与乙苯的总选择性,同时降低了甲烷和二甲苯的总选择性。在常压、425 ℃、质量空速1.0 h^-1、甲苯/甲醇摩尔比为5的条件下,当KOH的负载质量分数为7%时,甲醇转化率、苯乙烯和乙苯的总收率分别为99.81%和97.82%。通过对甲苯甲醇侧链烷基化反应机理的研究发现,甲醇在强碱性位和中强酸性位上存在一对竞争反应：甲醇在强碱性位上脱氢生成甲醛,进而与被活化的甲苯上的甲基反应生成苯乙烯和乙苯;而在中强酸性位上甲醇既可以加氢生成甲烷,也可以与甲苯发生苯环烷基化反应生成二甲苯。     

高温和水蒸汽处理P-ZSM-5沸石催化剂的酸性变化及其对甲醇转化的影响

用TG-DTG、EXCA、IR流动吸附技术和流动反应装置研究了高温和水蒸汽处理的P-ZSM-5的酸性及甲醇制低碳烯烃的反应性能。高温650—950℃处理,主要在强酸部位发生B→L酸转化;在650—800℃水蒸汽处理,除发生B→L酸转化外,在强酸部位更多的发生晶格脱铝,同时孔道收缩和比表面降低。甲醇转化率和乙烯产率随处理温度升高而下降,但丙烯和丁烯的产率却增加,乙烯的选择性主要依赖于强酸部位的数量。     

分子筛晶粒大小及磷改性对ZSM-5催化甲醇转化制丙烯的影响

 采用水热法合成了晶粒大小分别为5、1和0.25 ?m的3种ZSM-5分子筛样品,并对0.25 ?m 粒径的ZSM-5分子筛进行磷改性。采用SEM、NH3-TPD和TGA等技术对它们进行了表征,并将它们作为催化剂用于甲醇转化制丙烯反应,考察了ZSM-5分子筛晶粒大小和磷改性对催化剂活性和稳定性的影响。结果表明,尽管3种晶粒尺寸的分子筛具有相近的表面酸性,但小晶粒的ZSM-5分子筛(粒径0.25 μm)具有微孔短、外比表面积大和孔口多的特点,表现出较高的丙烯收率和较好的稳定性。适量的磷改性可显著提高小晶粒ZSM-5分子筛催化剂的活性和稳定性。在常压、甲醇空速(WHSV)为3 h-1和温度为500 ℃的反应条件下,丙烯的初始收率达48％以上,维持在45％以上的时间长达100 h以上。     

Effect of operating conditions on alkylation of toluene with methanol

P-xylene (PX) is widely used as a raw material of synthesis of terephthalic acid (PTA) and polyester. With the demand of PTA and polyester, PX is demanded eagerly. The process for preparing PX through alkylation of toluene with methanol has been concerned widely. In an experiment HZSM-5/Al₂O₃ catalyst was prepared by loading pseudoboehmites on HZSM-5. The strength of B acid is adjusted, so side reactions can be controlled effectively. The optimum operating conditions are that molar ratio of toluene to methanol is 2.0, reaction temperature is 410°C, carrier gas flow is 7 mL/min, and WHSV is 1.0 h^?1 by investigating the effect of operating conditions on toluene conversion and PX selectivity. Toluene conversion and PX selectivity are up to 46.2% and 68.07%, respectively, under the optimum operating conditions.     

甲醇水蒸气重整制氢CuZn(Zr)AlO催化剂的研究

对CuZn(Zr)AlO催化剂在甲醇水蒸气重整制氢反应中的性能进行了研究。考察了ZrO2助剂的加入对CuZnAlO催化剂反应性能的影响。以性能较好的COPZr 2催化剂为例,确定了甲醇水蒸气重整制氢反应的最佳反应条件:250℃,0 1MPa,n(H2O)/n(MeOH)=1 3,WHSV=3 56h-1和无载气。150h反应稳定性实验,显示COPZr 2具有良好的稳定性,甲醇转化率和氢产率分别稳定在约88%和83%,出口气CO含量在0 20%～0 31%之间,氢含量大于63%。该催化剂能较好地满足车载甲醇重整器的要求。     

Mg-ZSM-5沸石催化剂的研究——Ⅰ.Mg-ZSM-5的制备及性能

考察 Mg~#对 NaZSM-5和 HZSM-5的交换行为,发现交换速度存在快和慢两步,中间焙烧可促进 Mg~#的交换;还考察了 HZSM-5用不同浓度 Mg~#浸渍处理,发现 Mg~#可以取代沸石中大部分阳离子位;用 NH_3吸附 TPD 和 IR 测定上述样品的酸性变化规律,用甲醇转化和甲萃乙基化考察它们的活性及择形性变化,并对这些结果进行了关联。     

Effect of metal loading on catalytic activity and selectivity of ZSM-5 zeolite catalyst in conversion of methanol to olefins and aromatics

Effect of ZSM-5 zeolite promotion using potassium, strontium, and cerium metals on conversion of methanol to light olefins and aromatics was investigated. ZSM-5 catalyst was promoted using wet impregnation of metal salts and its activity was tested in methanol to hydrocarbons process under optimum operational condition obtained in our group previously. Zeolite samples were characterized by X-ray powder diffraction, scanning electron microscopy, N₂ adsorption-desorption, acid sites distribution, and strength using temperature programmed desorption of NH₃. Results showed that presence of these metals could significantly affect acid site distribution and therefore influence the catalyst activity and selectivity to olefins and aromatics.     

连续催化精馏合成丁二酸二甲酯

以丁二酸和甲醇为原料、自主开发的耐温阳离子交换树脂为催化剂,采用无催化剂连续预酯化和连续催化精馏组合工艺合成了丁二酸二甲酯。考察了丁二酸进料液态空速、原料配比、反应温度等因素对丁二酸转化率和产物选择性的影响,并考察了催化剂的稳定性。实验结果表明,耐温阳离子交换树脂催化剂的稳定性好,在反应温度为110℃、甲醇与丁二酸的摩尔比为9、丁二酸进料液态空速为0.7 h-1的条件下连续运转2 000 h,丁二酸的平均转化率为99.96%,丁二酸二甲酯的平均选择性为99.93%。FTIR表征结果显示,反应产物的FTIR谱图与丁二酸二甲酯的标准谱图基本一致。该工艺具有良好的工业应用前景。