Pt-SO2-4/ZrO2-Al2O3催化剂的制备及其催化正戊烷异构化性能

制备了Pt-SO2-4/ZrO2-Al2O3固体超强酸催化剂,采用XRD,TG-DTA,FT-IR,TPR,SEM,BET,ICP等表征方法对催化剂进行了表征.以正戊烷异构化反应为探针,在高压固定床-色谱联合装置上,评价了催化剂的活性,考察了空速v空、反应温度t、反应压力p和氢与正戊烷摩尔比对正戊烷异构化反应的影响.在...     

Pt-SO_4~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3催化剂的制备及其催化正戊烷异构化性能

制备了Pt-SO42-/ZrO2-A l2O3固体超强酸催化剂,采用XRD,TG-DTA,FT-IR,TPR,SEM,BET,ICP等表征方法对催化剂进行了表征。以正戊烷异构化反应为探针,在高压固定床-色谱联合装置上,评价了催化剂的活性,考察了空速v空、反应温度t、反应压力p和氢与正戊烷摩尔比对正戊烷异构化反应的影响。在t=200℃,p=2.0 MPa,v空=1.5 h-1,n(氢)/n(正戊烷)=4∶1的条件下反应时,正戊烷转化率为72.9%,异戊烷收率为67.6%,异戊烷选择性为92.8%,液收率为94.8%。     

工艺条件对正戊烷异构化反应的影响

正戊烷异构化受催化剂的影响,如果想要汽油辛烷值需要进行适宜的异构化反应,汽油中的辛烷值对于保护发动机是有极大的作用的,汽油中的辛烷值越高,对发动机的保护性也就越好。影响正戊烷异构化的因素有反应温度、反应压力、空速、氢油比,在本文中会对以上影响因素做出讨论,以得到正戊烷异构化的最佳反应条件。     

碳源对Mo2C/SAPO-11催化剂制备及正庚烷异构化的影响

采用程序升温法制备了Mo₂C/SAPO-11催化剂,以正庚烷为模型分子,在固定床连续流微反装置上考察了分别采用正戊烷和正庚烷做碳源,对催化剂制备和异构化的影响。在400 ℃,氢压1.5 MPa,氢烃体积比为200∶1,空速1 h^-1条件下,正庚烷转化率达到81.39%,选择性68.67%,异构产物收率55.89％,连续反应120 h,异构化活性未见明显降低。     

金属改性固体超强酸催化剂的制备及催化性能研究

合成了大孔径球形Al_2O_3载体,并采用一步水热法,以正丁醇锆为锆源制备了ZrO_2-Al_2O_3复合载体,以过硫酸铵为硫源,制备了不同过渡金属M(Ni、Zn、Fe、Mn)改性的M-S_2O82-/ZrO_2-Al_2O_3催化剂。采用BET、XRD、SEM、FT-IR对催化剂进行了表征,结果表明:制备的4种催化剂均形成了固体超强酸结构,其中Ni-SZA-R催化剂的四方晶相晶粒尺寸最小,比表面积最大。考察了不同过渡金属制备的催化剂对正戊烷异构化性能的影响,结果表明:4种催化剂异构化活性由大到小依次为Ni-SZA-R,Zn-SZA-R,Fe-SZA-R,Mn-SZA-R。在反应温度220℃、反应压力2.0 MPa、氢气与正戊烷物质的量比4∶1、质量空速(WHSV)1.0 h~(-1)的条件下,Ni-SZA-R催化剂催化正戊烷异构化反应,异戊烷收率为69%。     

[BMIM]Cl-AlCl_3离子液体酸性调变对催化正戊烷异构化性能的影响

氯铝酸离子液体具有优良的催化轻质烷烃异构化性能,为研究该类离子液体酸性调变对其催化异构化性能的影响,分别向1-丁基-3-甲基咪唑氯铝酸离子液体([BMIM]Cl-AlCl_3)中添加ZnCl_2(L酸)和氯化(1-甲基-3-羧甲基咪唑)([cmmim]Cl,B酸),并通过紫外-可见吸收光谱和乙腈吸附红外光谱对改性离子液体酸性进行测定,考察了其对离子液体催化正戊烷异构化反应活性的影响。结果表明,改性离子液体的酸性随ZnCl_2质量分数的增加而逐渐减弱,催化正戊烷异构化反应活性也随之减弱,但异构烷烃的选择性增强;而添加少量[cmmim]Cl后的改性离子液体酸性先增加后降低,但随着[cmmim]Cl质量分数的增加,离子液体黏度不断上升,催化正戊烷异构化的活性呈现逐渐降低趋势。     

Co(Ni)MoNx/γ-Al2O3催化剂对n-C8异构化反应的催化性能

利用程序升温还原氮化技术,制备了不同助剂含量的CoMoNx/γ-Al₂O₃与NiMoNx/γ-Al₂O₃催化剂,以正辛烷为模型化合物,在固定连续微型反应装置上考察了催化剂的异构化活性,结果表明,CoMoNx/γ-Al₂O₃催化剂比NiMoNx/γ-Al₂O₃催化剂的异构化活性高,异构烃选择性低。NiMoNx/γ-Al₂O₃催化剂异构化反应产物中正构烷烃和小分子支链烷烃含量低于CoMoNx/γ-Al₂O₃催化剂。CoMoNx/γ-Al₂O₃催化剂的高选择性仅在催化剂活性较低的情况下才能获得。     

引入Al2O3对SO42-/ZrO2固体超强酸的影响

用共沉淀法制备了一系列对SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃催化剂,详细研究了添加Al₂O₃对SO₄^2-/ZrO₂超强酸样品的晶化、比表面、硫含量、超强酸性和正丁烷异构化反应的影响。添加Al₂O₃会延迟ZrO₂的晶化和晶相转变,增强SO₄^2-/ZrO₂体系的超强酸性和正丁烷异构化反应的活性、稳定性。     

引发剂对氯铝酸离子液体催化正戊烷异构化的作用

在离子液体Et3NHCl-2AlCl3催化正戊烷异构化的反应体系中,加入叔丁醇、叔丁基氯和1-己烯均能不同程度地提高正戊烷转化率,加快反应速率,其中带有叔碳结构的叔丁基氯和叔丁醇的引发效果显著,优选引发剂为叔丁基氯.随叔丁基氯用量的增加,正戊烷转化率快速上升,但液收和异构烷烃选择性明显下降;当叔丁基氯用量大于1%质量分数后,引发剂用量对反应的促进效果不明显.     

SO42-/MxOy型固体超强酸酸中心结构及其在轻质烷烃异构化反应中的机理研究进展

烷烃异构化是提高汽油辛烷值的重要方法。本文阐述了SO₄^2-/M_xO_y型固体超强酸的表面特征及其酸中心的形成机理与调控方法。综述了SO₄^2-/M_xO_y型固体超强酸催化剂轻质烷烃异构化碳正离子机理、单分子反应机理、双分子反应机理和金属/酸性双功能催化剂催化机理。介绍了在SO₄^2-/M_xO_y型固体超强酸催化剂上异构化反应机理的不同观点。今后,需进一步深入开展轻质烷烃异构化反应机理、活性位形成及催化剂失活原因等方面的研究,探究固体超强酸催化剂的改性方法和制备方法,制备出高催化剂活性和稳定性的异构化催化剂。     

轻质烷烃异构化催化剂研究进展

综述了轻质烷烃异构化催化剂的研究现状及发展趋势,总结了轻质烷烃异构化反应的特点,介绍了有代表性的氯化铝型、分子筛型、固体超强酸型轻质烷烃异构化工业催化剂,并分别从反应温度、产品辛烷值、抗毒性等方面对比了几种工业催化剂的性能及优缺点。重点从活性组分和载体两方面描述了各类轻质烷烃异构化催化剂的最新研究进展,包括Pt/zeolite、Pt/ZrO₂-SO₄、杂多酸、Pt/WO₃-ZrO₂、介孔材料、钼基催化剂、离子液体等,同时提出了催化剂研究中面临的一些问题。最后指出了低温、高抗毒性的轻质烷烃异构化催化剂将是未来研究的 焦点。     

氧化铝成型的Pt-SO42-/ZrO2-Al2O3上n-C50/C60的异构化性能

采用浸渍法制备了Pt-SO₄ ^2-/ZrO₂-Al₂O₃（PSZA）催化剂,考察了黏结剂拟薄水铝石的来源对PSZA异构化活性和机械强度的影响,确定了较为适合的黏结剂来源。对氢氧化锆母体制备进行从25g放大10倍至250g,研究放大催化剂的异构化性能。在此基础上考察了Al₂O₃黏结剂含量对PSZA异构化活性和机械强度的影响。采用XRD、TG、XRF等手段对催化剂进行了表征,结果表明：拟薄水铝石的来源不同,结晶度不同,制备的催化剂的异构化活性与机械强度均有差别,拟薄水铝石的结晶度越高,制备的催化剂上的硫含量越低,异构化活性越高,机械强度也越高。此外,放大10倍制备的催化剂异构化性能没有明显变化。黏结剂含量对催化剂的初始异构化活性没有明显影响,而反应稳定性随着黏结剂含量的提高大幅度降低。兼顾催化剂的异构化活性与机械强度,较适宜的Al₂O₃质量分数为5%～10%。     

ZSM-5/γ-Al2O3质量比对FCC轻汽油异构化/芳构化性能影响

通过调变ZSM-5分子筛与γ-Al₂O₃质量比,采用等体积浸渍法制备系列FCC轻汽油异构化/芳构化催化剂。本文采用X射线衍射（XRD）、N₂吸附脱附、扫描电子显微镜（SEM）、氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）、红外光谱（IR）和吡啶红外光谱（Py-IR）等手段对其进行表征,并以乌鲁木齐石化醚后C₅掺杂液化石油气（LPG）为原料对催化剂异构化/芳构化性能进行评价。实验结果表明,ZSM-5分子筛与γ-Al₂O₃质量比的调变可以改变催化剂的酸性质及孔结构性质。在反应温度380℃、反应压力1.0MPa、反应空速1.0h^-1、氢/油体积比100、LPG进量4.4g/h的条件下,ZnLa/ZSM-5/γ-Al₂O₃-1异构化/芳构化产物与反应原料相比,烯烃体积分数降低27.49%、异构烷烃体积分数增加15.87%、芳烃体积分数增加3.97%,辛烷值损失3.38个单位,产品收率高达89.90%,实现了异构化/芳构化大幅降烯烃保辛烷值的目标。     

重质松节油直接异构制备异长叶烯的研究

探讨了以重质松节油为原料进行直接异构化制备异长叶烯的新工艺,选出了较为理想的GO₄^n-/TiO₂(A)固体超强酸催化剂,确定了较好的反应条件为:催化剂用量为原料质量的 1%~2%、异构化反应温度190~200℃,反应时间 4 h,异长叶烯得率达到 90% 以上,为工业化生产异长叶烯探索了一条"绿色"新工艺途径。     

金属离子催化葡萄糖异构化和脱水反应特性研究

以金属氯化物为催化剂，研究金属离子对葡萄糖异构化和脱水反应的催化特性。考察金属离子种类、用量和温度对反应过程的影响，用动力学模型拟合实验数据，定量分析金属离子的催化规律。葡萄糖脱水制备HMF的反应是一个串联反应，基于此机理构建的动力学模型能准确描述各组分浓度随时间的变化。Ni²⁺、Cr³⁺和Sn⁴⁺具有良好的催化活性，但3种金属离子呈现不同的催化特性。Sn⁴⁺的葡萄糖转化速率最快，Ni²⁺最慢，但Sn⁴⁺的副反应速率常数是Ni²⁺的约20倍。实验范围内，增加Ni²⁺用量，葡萄糖异构化和副反应速率加快，但对果糖脱水过程没有催化活性。增加Cr³⁺用量能显著提升葡萄糖异构化速率，对其它反应影响不大。随着Sn⁴⁺用量的增大，各步反应速率均加快，但整个反应过程中的副反应的严重程度有所降低。反应速率常数随温度的变化规律遵循Arrhenius模型，对Ni²⁺而言，升高温度更能促进果糖副反应的发生；金属离子为Cr³⁺时，升高温度有利于果糖脱水生成HMF；而对于Sn⁴⁺，升高温度则更有利于葡萄糖的异构化。     

液化气C4组分异构化研究及应用

在实际生产过程中,MTBE装置加工后的剩余C₄中含有大量非活性C₄烯烃,该部分烯烃随着液化气作为产品进行销售,对于液化气中的C₄造成浪费。提出将MTBE装置剩余C₄引入汽油加氢醚化装置异构化反应器进行异构化反应,将剩余C₄中的非活性烯烃转化为活性烯烃,再将异构化产物送至MTBE装置原料缓冲罐中作为MTBE装置原料进行反应。通过调研后得出,异构化反应器催化剂对剩余C₄中的非活性烯烃转化率可达30%,异构化反应产物与进料对比,异丁烯含量上升约3%,可有效提高MTBE装置产品产量。     

正戊烷异构化催化剂制备

研究了正戊烷异构化催化剂的制备,对离子交换、残钠量、焙烧温度和金属含量等进行了考察,尤其是单金属活性组分正戊烷异构化催化剂的制备方法及其酸性、金属含量及其焙烧温度的优化方法。铵盐交换次数3次,铵焙烧温度为500 ℃;Ni金属含量4％,焙烧温度450 ℃。此方法及条件适合于优化轻质烷烃气固相异构化催化剂的制备及其酸性能的优化。     

SO42-/ZrO2超细粒子固体超强酸研究

用TEM、BET、Hammett指示剂法、化学分析和正丁烷异构化反应等手段对不同制备方法所得固体超强酸的性质进行了表征。实验结果表明，普通的ZrO₂浸渍H₂SO₄^2-和焙烧后制得的SO₄^2-/ZrO₂超强酸粒径＜10nm,属超细粒子范畴；以超临界条件制得的超细化ZrO₂晶体为原料制备的SO₄^2-/ZrO₂超强酸,可明显提高正丁烷异构化反应稳定性。观察到超细ZrO₂晶体与一般的ZrO₂晶体不同,用稀硫酸浸溃处理后其酸强度H₀可达到-16.0,且表面硫酸根离子浓度高于用常规方法制备的SO₄^2-/ZrO₂超强酸。     

制备条件对Pt/SO42-/ZrO2-Al2O3异构化性能的影响

采用沉淀法制备了Pt/SO₄^2-/ZrO₂-Al₂O₃ (PtSZA)催化剂,考察了氢氧化锆水凝胶干燥速率、锆盐浓度、铂含量、Al₂O₃和SO₄^2-添加顺序等制备条件对PtSZA异构化性能,尤其是低温异构化性能的影响,并用XRD和TG对催化剂进行了表征。结果表明,提高水凝胶的干燥速率降低了PtSZA催化剂中的硫含量,大大提高了催化剂中的单斜相,进而导致了催化剂低温失活加速以及高温活性下降。较低或较高的锆盐浓度劣化了PtSZA的低温异构化稳定性,以0.4~0.6mol/L硝酸氧锆制备的催化剂硫含量和四方相氧化锆含量较高,异构化活性相对较好,Al₂O₃和SO₄^2-添加顺序对PtSZA异构化性能没有明显影响。     

分子筛催化剂上二异丙苯异构化反应

通过筛选5种不同的催化剂，最终确定β沸石分子筛对二异丙苯异构化反应有良好的催化性能。考察了反应温度和空速对异构化反应转化率及选择性的影响，结果表明，170 ℃、3.5 MPa、空速2 h^－1下，β沸石上对二异丙苯的转化率45%，间二异丙苯的选择性69%。对催化剂的稳定性进行了考察，结果表明，在二异丙苯异构化反应中该催化剂表现出良好的稳定性。