沉积硝酸铝结合水热处理改性分子筛HY(Al)的酸性与催化反应性能

采用沉积硝酸铝结合水热处理对HY型分子筛进行改性，用FT-IR技术研究改性后分子筛酸性质，并采用连续流动微型反应装置，对改性后分子筛负载加氢活性组分Ni-W催化剂进行正庚烷加氢转化性能评价。结果表明，采用沉积硝酸铝结合水热处理对HY型分子筛进行改性，使其B酸浓度明显降低、部分B酸强度减弱。由此制备的负载Ni-W加氢活性金属催化剂的加氢裂解活性缓和，异构产物收率高，从而显著改善Y型分子筛负载硫化态加氢活性金属催化剂的加氢功能与酸功能的平衡。     

不同硅铝比的小晶粒Y分子筛的理化性质及其加氢裂化性能

通过改变导向剂的陈化时间及合成母液的碱度制备出不同硅铝比的小晶粒Y分子筛,考察了硅铝比对小晶粒Y分子筛的性质及其加氢裂化性能的影响;采用XRD,BET,NH3-TPD,SEM等手段表征了小晶粒Y分子筛的晶型、骨架结构、孔结构、酸性和形貌。表征结果显示,随硅铝比的增大,Y分子筛表面的酸量减少,骨架稳定性增强。加氢裂化反应结果表明,与工业Y分子筛相比,以小晶粒Y分子筛为载体的催化剂的裂化活性更高,以硅铝比为5.2的小晶粒Y分子筛为载体的催化剂在保持较高裂化活性的前提下,轻油选择性和化工原料收率较高,是优选的轻油型加氢裂化催化剂的活性组分。     

Y和Beta分子筛对环烷基直馏柴油加氢裂化性能的影响

分别以改性Y分子筛、H-Beta分子筛及改性Y/H-Beta复配分子筛为酸性组分制备载体,然后采用等体积浸渍法制备Ni-Mo型加氢裂化催化剂。通过X射线衍射、N₂吸附-脱附、NH₃-程序升温脱附、吡啶吸附红外光谱、H₂-程序升温还原等方法对催化剂进行分析表征,结果表明：与采用改性Y分子筛、H-Beta分子筛制备的催化剂相比,采用改性Y/H-Beta复配分子筛制备的催化剂有较适宜的酸量和酸强度,活性金属分散均匀,催化剂的裂化和加氢功能匹配合理。以环烷基直馏柴油为原料,在较高的反应温度条件下,3种催化剂中改性复配分子筛催化剂明显抑制了二次裂化反应,在较高转化率条件下,其加氢裂化产物总液体收率最高,轻石脑油收率最低,重石脑油收率最高,重石脑油芳烃潜含量和柴油十六烷值均较高。     

分子筛负载型催化剂在加氢反应中的应用研究进展

催化加氢反应是合成高附加值精细化学品的重要方法之一。加氢反应催化剂多以金属负载型催化剂为主,常用的载体主要为金属或非金属氧化物。然而受传统金属负载和掺杂方式的限制,金属负载型催化剂中活性金属的落位和粒径分布一直缺乏有效的调控手段,极大限制了该类催化剂的应用。分子筛因其独特的孔道结构、适宜的酸性、可控的孔径和表面性质常被作为载体用于催化加氢反应。在这类反应中,分子筛既可以作为载体负载活性金属,也可以作为酸性催化剂适度参与反应,表现出优异的催化加氢活性和反应稳定性。详细总结了近年来以分子筛为载体的双功能催化剂在催化加氢反应中的最新研究进展,并重点介绍了分子筛的孔道结构调控、活性金属负载方式以及加氢反应类型变化对加氢反应的影响。     

FC-14高活性多产柴油单段加氢裂化催化剂的研制

针对无定形加氢裂化催化剂生产低凝柴油活性较低的情况，在无定形催化剂中引入专有技术制备的特种改性分子筛，研制出了以无定形硅铝和改性分子筛为裂化组分，以金属钨镍为加氢组分的FC—14高活性多产柴油单段加氢裂化催化剂，经小型加氢试验装置的评价，其中间馏分油的选择性不低于无定形催化剂；而在相同条件下，活性明显提高，反应温度可降低12℃左右；中间馏分油的产品质量也得到较大改善。     

介孔分子筛MCM-41负载贵金属催化剂用于萘加氢反应的研究

利用水热合成法合成了具有良好结晶度的纯硅MCM-41,并以其为母体通过AlCl3接枝改性制备了不同硅铝比的含铝MCM-41.以纯硅及接枝改性的MCM-41为载体,以贵金属Pt、Pd为活性组分制备了萘加氢的负载型贵金属催化剂,研究了不同硅铝比的载体其结构、酸性对催化剂荼加氢活性的影响.结果表明MCM-41适于用作萘加氢反应催化剂的载体,并且随着MCM-41载体硅铝比变化,催化剂活性有明显不同.     

分子筛调变氧化铝载体对Ni-Mo催化剂加氢脱氮活性的影响

分别以SAPO-5，Beta，Y分子筛与拟薄水铝石打浆成型制备载体，负载Ni-Mo金属组分制备成加氢催化剂，考察了氧化铝载体中引入不同类型分子筛对催化剂酸性、金属形貌与加氢脱氮性能的影响。NH3-TPR，Py-IR，H2-TPR，HR-TEM等表征结果表明：与单纯采用氧化铝载体制备的催化剂相比，载体中引入分子筛提高了催化剂的酸强度与酸量，调变了载体表面性质，减小了MoS2片晶长度，增加了片晶的堆积层数，分子筛类型不同对催化剂的酸性与金属形貌影响程度亦有所差异。4种催化剂对焦化蜡油加氢脱氮性能的评价结果表明：氧化铝载体中引入分子筛可提高催化剂的加氢脱氮活性，加氢活性高的催化剂对非碱性氮脱除的选择性高，氢解活性高的催化剂对碱性氮脱除的选择性高。     

Pd/ZSM-5催化剂加氢裂化性能研究

采用N2吸附-脱附和NH3-TPD分析手段,考察了ZSM-5分子筛硅铝比和晶粒粒径对载体孔结构和酸性的影响,并以正庚烷和环己烷为原料,考察了硅铝比和晶粒粒径对催化剂加氢裂化性能的影响以及Pd负载量对双功能催化剂加氢裂化性能的影响。结果表明：随着硅铝比增大,催化剂的酸性中心数量减少,加氢活性中心数量相对提高,在抑制二次裂化的同时,可提高异构化选择性;而分子筛晶粒粒径的变化对载体外比表面积的影响不大,分子筛晶粒粒径的降低,使催化剂的酸度略有减小,但对催化剂的活性改进有限;分子筛载体负载Pd后,改变了反应路径,使催化剂的加氢裂化性能明显提高,当负载量大于0.4%时,催化剂的加氢转化活性趋于稳定,成为平衡双功能催化剂。     

二苯并噻吩在不同载体负载的氮化镍钨催化剂上的加氢脱硫性能

分别采用γ-Al2O3、SiO2、无定型硅铝粉(SiO2-Al2O3)、Y型分子筛(HY)和加入硅和硼的磷铝分子筛(SiBAPO-5)为载体,用浸渍方法制备出不同载体的负载型氮化镍钨催化剂,利用BET、NH3-TPD、XRD等方法对载体和合成的催化剂进行了表征,并利用原位TG-DTA方法分析了催化剂的氮化合成过程。以二苯并噻吩为模型化合物评价了氮化镍钨催化剂的加氢脱硫性能。结果表明,活性金属组分在载体γ-Al2O3和HY上有较好的分散性,不同载体影响催化剂的加氢脱硫活性,以HY为载体的催化剂加氢脱硫活性最高。     

Y分子筛与无定形硅铝的比例对柴油加氢裂化催化剂性能的影响

以不同比例改性Y分子筛与无定形硅铝为酸性组分制备载体,采用等体积浸渍法制备Ni-Mo型加氢裂化催化剂;通过N₂吸附-脱附、NH₃-程序升温脱附、吡啶吸附红外光谱、X射线衍射、H₂-程序升温还原等方法对催化剂进行分析表征,并以混合柴油为原料,在固定床反应器上考察制备的催化剂的加氢裂化性能。结果表明：随着改性Y分子筛含量的增加,催化剂强酸范围内的B酸酸量和B酸酸量/L酸酸量比值（简称B/L）均先增加后降低,Y分子筛含量过高时,活性组分出现堆积。改性Y分子筛与无定形硅铝的质量比为1.0时,催化剂的比表面积和孔径适中,活性组分分散较优,强酸范围内的B酸酸量最高,B/L最大;应用于柴油加氢裂化,催化剂的活性最高,柴油中芳烃的转化率最高,大于250 ℃馏分转化率最高,尾油收率最低,相关指数（BMCI）最低;重石脑油和喷气燃料收率之和最高,重石脑油芳烃潜含量最高。     

PY分子筛为载体催化剂的加氢精制性能

在Y型分子筛的合成过程中引入P元素,制备了含P的Y型分子筛 PY。并将 PY 分子筛为核心,使 TiO₂-SiO₂氧化物原位生长在 PY 分子筛的外表面,制备了加氢精制催化剂载体,然后以 Ni、W 为活性金属组分,采用等体积溶液浸渍法制备了用于焦化蜡油(CGO)加氢处理的催化剂,采用 XRD、³¹P MAS NMR、BET、IR 等方法表征了载体及催化剂的物理化学性质,并考察了P的引入对催化剂加氢精制催化活性的影响。结果表明,P的加入没有破坏Y型分子筛的晶体结构,PY 分子筛具有较好的晶型;其中,部分P原子进入了Y型分子筛的骨架结构中,另外一部分P原子以无定型状态存在于分子筛表面,从而使分子筛的强B酸与总酸数量降低。以 PY 分子筛为载体组分制备的催化剂与其他含P催化剂及不含P催化剂相比,具有较大的孔容、孔径以及合理的B酸与L酸比例,在保证焦化蜡油大分子扩散速率的同时,有利于增加催化剂加氢性能和裂化性能的协同作用,使催化剂对焦化蜡油的加氢精制催化活性得到明显改善。     

脱铝HY分子筛酸中心结构与酸性的固体NMR研究

分子筛的催化活性与酸性质密切相关,其酸性质与酸中心结构紧密相关。制备不同温度焙烧的脱铝HY分子筛,利用固体核磁共振结合探针分子技术,探讨了脱铝HY型分子筛的酸中心结构 (Al的配位状态)、酸性以及两者之间的对应关系。结果表明,在空气中焙烧NH₄Y时,焙烧温度越高,形成的非骨架铝物种越多;高温焙烧的脱铝HY分子筛中存在3种非骨架铝物种,分别为四配位、五配位和六配位非骨架铝。铝配位状态决定了酸类型及酸强度,骨架四配位铝对应于B酸位,非骨架六配位、五配位及四配位铝物种均对应于L酸位;非骨架铝物种的存在导致了B酸位的酸性增强。     

多级孔分子筛对4,6-二甲基二苯并噻吩加氢脱硫反应性能的影响

以多级孔Y分子筛为酸性组分,采用孔饱和浸渍法制备了含分子筛的CoMoP/Al2O3加氢催化剂,通过X射线衍射、N2吸附-脱附、高分辨透射电镜、吡啶吸附红外光谱等表征手段对分子筛样品进行物化性质分析,并以4,6-二甲基二苯并噻吩为模型化合物,在固定床高压微反装置上考察多级孔分子筛的加入对4,6-二甲基二苯并噻吩加氢脱硫反应活性的影响。结果表明,多级孔Y分子筛较高的外表面积和介孔体积有利于提高分子筛B酸中心的可接近性。与参比剂CoMoP/Al2O3-Y相比,B酸酸量较高的多级孔Y分子筛催化剂的酸催化反应活性明显增强,总加氢脱硫反应活性提高。随着分子筛强B酸酸量的增加,含Y分子筛催化剂的甲基转移反应活性明显提高。     

Y-CTS复合载体的制备及性质研究

 以原位生长法制备了TiO₂-SiO₂与HY分子筛构成的重馏分油加氢精制催化剂复合载体Y/CTS，考察了HY分子筛的复合比例以及HY分子筛的柠檬酸预处理对复合载体理化性质的影响；以胜利焦化蜡油为原料，评价了NiW/Y/CTS催化剂的加氢精制性能。实验结果表明，Y/CTS复合载体具备较大的比表面积、孔容和孔径，以及一定的酸性分布。对HY分子筛进行酸预处理后，HY分子筛的酸量下降，但Y/CTS复合载体的酸性提高，表现为催化剂的加氢脱氮性能显著提高。     

孔结构与酸性质对多孔材料催化性能的影响

采用成胶、陈化、后处理等过程制备出具有不同孔道结构和不同酸性质的多孔硅铝材料,用XRD,BET,FT-IR,NH3-TPD等方法对这些多孔材料进行结构和性能表征,并采用重油微反评价装置对这些材料制成的催化剂进行裂化性能考察。结果表明,通过合成条件的微调可以获得平均孔径为7～14 nm,总酸量介于0.617～1.046 mmol/g,且同时含有B酸中心和L酸中心的多孔硅铝材料。孔径大小、酸性质及水热稳定性直接影响材料的转化能力及产品分布,其中孔径大小和酸性质的影响不尽相同,当平均孔径（水热老化后）介于11～14 nm时,二者的作用是相辅相成的,共同促进裂化活性的提升;当平均孔径进一步增大,孔径大小对裂化性能的影响程度超过酸性质的影响;在酸性质中,总酸量主要影响材料的裂化活性,而酸中心分布则更多地影响产物分布。     

中间馏分油型加氢裂化催化剂用沸石的研究

通过水热处理法制备了3个不同脱铝深度的改性Y沸石，再经浸渍法制成中间馏分油型加氢裂化催化剂，在200mL小型加氢裂化装置上进行了催化性能评价。试验结果表明，除了沸石的酸性外，其孔结构和比表面积对催化剂的活性、中间馏分油选择性和液体收率都有很大的影响，为最大幅度提高催化剂的中间馏分油选择性并保持较好活性，要求沸石具有较低的酸量、较高的比表面积和较多的二次孔及适量的L酸量。     

锆改性Y型分子筛的水热稳定性及催化裂化性能

采用无水乙醇浸渍法和水溶液离子交换法制备了锆改性Y型分子筛,通过X射线粉末衍射（XRD）、氮气吸附脱附,固体核磁共振（27Al MAS NMR）、傅里叶红外光谱（FT-IR）等手段进行表征,结果表明：所制备的锆改性Y型分子筛具有较好的微孔结构和较高的水热稳定性,锆很难与分子筛骨架铝发生同晶置换作用;采用无水乙醇浸渍法更有利于锆进入分子筛孔道中与骨架铝氧四面体相互作用,所制备的分子筛具有更高的结晶度和比表面积,更好的水热稳定性;含有锆改性Y型分子筛的裂化催化剂具有较高的重油转化能力和汽油收率,抗重金属污染能力强。     

多级孔复合沸石的骨架结构与酸性能

多级孔复合沸石是一类具有丰富酸性基的新型催化材料。分别以MOR沸石和ZSM-5型沸石为原料制备了MOR/FAU(记为MFZ)和ZSM-5/FAU(记为MFC)2种复合沸石;采用XRD和FT-IR表征了不同晶化时间合成的MFZ和MFC的结构性能,采用NH3-TPD和Py-IR技术研究了该2种复合沸石催化剂的酸性能,并与单一型沸石催化剂的酸性能进行了对比。结果表明,一种沸石晶体的消失和另一种沸石的生成规律性地体现在复合沸石的形成过程中,揭示了骨架结构性能对复合沸石酸性的影响和调变作用;复合沸石的酸性能明显优于单一型沸石,且可以通过调节复合沸石中某一组分的含量来改变复合沸石的结构,从而达到调节复合沸石的酸量、酸强度和酸性分布的目的。     

催化裂化过程中β分子筛增产丙烯作用的研究

对超稳Y分子筛、改性β分子筛和改性ZSM-5分子筛进行了NH3-TPD酸性表征,结果表明改性β分子筛的酸性质介于超稳Y分子筛和改性ZSM-5分子筛之间。选用不同分子尺寸的正己烷、正癸烷和轻柴油为原料进行了微反评价,结果表明三种分子筛由于孔结构和酸性质的不同,对不同尺寸的烃分子具有不同的裂解能力和产品分布。改性β分子筛能生产更多的C3=优质前身物C5=~C8=。然后对三种分子筛的混合样品进行了重油微反评价,结果表明改性β分子筛在超稳Y分子筛和改性ZSM-5分子筛之间起到了接力作用,三种分子筛的组合物表现出最高的丙烯收率和选择性。     

Pt/KL芳构化催化剂中载体酸碱性的作用

采用水热脱铝法提高硅铝比使L分子筛的酸性增强,采用离子交换法脱除KL分子筛上部分的K使分子筛的碱性降低。并担载Pt制成芳构化催化剂,考察了具有不同酸碱性的载体及其催化剂的物化性质和催化性能,发现载体的酸碱性对Pt的电子状态及Pt在分子筛孔道内的分散有明显的影响,从而产生不同的芳构化反应活性和选择性;随着载体酸性增强和碱性减弱,催化剂的活性降低,芳构化反应选择性下降。