沸石分子筛技术展望

近年来国内外沸石分子筛技术发展很快,重点介绍几种新型沸石分子筛技术,ＺＳＭ－５分子筛的改进,ＭＣＭ－４１大孔分子筛、沸石分子筛膜、磷硅铝分子筛及硅钛分子筛、阐述国内研究和开发新型分子技术的方向。     

沸石分子筛新进展及展望

近年来国内外沸石分子筛技术进步很快，本文重点介绍几种新型沸石分子筛技术：ＺＳＭ－５分子筛的改进、ＭＣＭ－４１大孔分子筛、沸石分子筛膜及磷硅铝分子筛，阐述了我厂研究和开发新型分子筛技术的方向。     

解决分子筛粉化及变黑问题

某厂天然气深冷装置分子筛的形状为4A条形,经过一段时间运行后,部分分子筛出现粉化的现象,尤其是干燥器上部的分子筛较为严重,并且分子筛呈现黑色。由于分子筛的粉化,造成分子筛晶体结构的破坏,降低了分子筛的吸附效率,即降低了分子筛的脱水能力。由于天然气气流含水和分子筛粉末,使装置下游冷箱发生冻堵现象,影响装置的正常运行,造成停机和轻烃产量的下降。     

钛硅分子筛晶化过程XRD和FT-IR的研究

通过XRD和FT-IR等分析手段跟踪钛硅分子筛晶化生成分子筛的过程，并探讨了钛硅分子筛晶化生成分子筛的晶化机理。结果表明：在晶化初期，硅钛胶聚合体中硅钛相互作用逐渐形成微小晶核，这种微小晶核具有复杂结构，随晶化过程缓慢长大形成分子筛；与以酸性中心为催化活性中心的常规分子筛不同，钛硅分子筛的苯酚羟基化反应活性不与结晶度成正比，而与分子筛中的氧化活性中心有关；晶化过程不仅生成分子筛，还具有清理分子筛孔道的作用。     

NaY分子筛的改性及对FCC汽油选择吸附脱硫的研究

利用草酸对NaY分子筛进行脱铝改性制备了NH4Y分子筛,NH4Y分子筛经过焙烧制得HY分子筛,再用实验制得的NH4Y分子筛进行液相离子交换和焙烧制得Ce（Ⅳ）Y分子筛。对分子筛进行静态吸附脱硫对比实验,并利用微库仑综合分析仪对静态和动态处理过的FCC汽油样品进行硫含量测定。结果表明,在静态条件下,Ce（Ⅳ）Y比HY分子筛的吸附脱硫效果略好,二者吸附脱硫率分别为79.0%和77.8% 。在动态条件下,Ce(Ⅳ)Y分子筛能够脱掉HY分子筛较难脱除的二甲基噻吩类硫化物。再生后的成型Ce(Ⅳ)Y分子筛的吸附能力可达到新鲜Ce（Ⅳ）Y分子筛的95.5%。     

水溶性高分子在分子筛合成中的应用

分子筛作为催化剂、吸附剂和离子交换剂等被广泛应用于石油化工、精细化工等领域。常规微孔分子筛存在孔道和孔穴尺寸均较小等缺点,各项性能已不能满足各应用领域日益增长的要求。为了克服上述问题,不同类型的高性能分子筛被成功研制出来。综述了近年来以水溶性高分子为模板剂合成高性能分子筛的最新进展,介绍了合成类水溶性高分子和全(半)天然水溶性高分子在纳米分子筛、多级孔分子筛、空心分子筛和核-壳分子筛等高性能分子筛材料合成中的应用及影响因素。     

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。     

结构导向剂在分子筛合成中的应用研究进展

结构导向剂在分子筛合成过程中扮演着重要角色,是合成特定结构分子筛的关键。以合成新结构分子筛和优化工业分子筛合成方法为目的,主要针对结构导向剂的结构与合成分子筛结构之间的关系、结构导向剂在新结构分子筛合成中的应用,以及结构导向剂与分子筛相互作用机制的理论模拟计算等方面进行了综述;指出理性设计筛选结构导向剂是开发新结构分子筛的发展方向。     

高压合成氨工艺液氮洗分子筛国产化研究与应用

通过对分子筛性能进行测定和对比分析,筛选出符合高压合成氨工艺液氮洗的分子筛。然后建立侧线试验装置对分子筛进行在线运行试验,所选分子筛符合干燥净化合成气的工艺要求,从而使液氮洗高压分子筛实现了国产化。     

分子筛合成母液回用技术研究进展

分子筛合成母液回用技术是分子筛制备的一种新方法,能够有效提高原料利用率和减少废液排放。介绍了分子筛合成母液的产生及组成,简述了分子筛合成母液回用技术及其在分子筛合成中的应用情况,重点总结该技术在工业上最具代表性的Y,ZSM-5,SAPO-34分子筛合成中的研究进展,并阐述当前分子筛母液回用技术面临的挑战,展望其在工业生产中的发展前景,为实现分子筛产业高效与可持续发展提供借鉴。     

滤液回用对分子筛及催化剂性能的影响

使用催化剂及分子筛制备过程产生的滤液作为交换介质,制备了分子筛并对其进行了XRF,XRD,BET,DTA表征,以该分子筛作为活性组元制备分子筛催化剂并与常规催化剂进行活性稳定性及裂化性能的比较。结果表明：使用回用滤液交换分子筛并没有使分子筛的化学组成、晶体结构、孔道结构发生变化,但减少了原材料的损失及新鲜水的加入量;采用分子筛及催化剂滤液作为分子筛交换介质制备的催化剂具有良好的活性稳定性及裂化性能。     

超细分子筛材料的合成与应用研究进展

综述了近几年超细分子筛的合成与应用方面的研究进展,重点介绍了几种常用且研究较多的分子筛,主要包括Y,ZSM-5,β,Silicalite-1,ZSM-35,MCM-22等分子筛。对超细分子筛的合成方法及其在石化、环保和生物等领域的应用进行了介绍,并对分子筛复合材料的研究及应用的最新动态进行了评述,说明超细分子筛材料的应用领域仍在不断拓宽,超细分子筛复合材料的研究将会成为分子筛材料领域未来的重要发展方向。     

分子筛的选型与比较

分子筛脱水工艺广泛应用于石油天然气行业,在天然气分子筛脱水工艺中又以3A和4A分子筛使用最为广泛。以土库曼斯坦某天然气处理厂脱水单元为例,着重对比了运用3A和4A分子筛的物料参数,并根据实际情况选择适合工艺的分子筛。比较分析得出:只要原料气中含有H2S、CO2和有机硫,就会直接影响到分子筛的选型,H2S和CO2含量如果相对较高,4A分子筛就会吸收一部分H2S和CO2,从而降低分子筛的容水量,影响分子筛对H2O的吸附,并且4A分子筛会催化生成有机硫,造成系统中有机硫的积聚。3A分子筛的吸水能力、吸收H2S和CO2的能力都较4A分子筛弱,气催化生成有机硫的能力也较弱,可以避免系统中硫总量的积聚,故选用何种分子筛需要根据生产要求来确定。     

微波技术在分子筛材料合成及应用中的研究进展

综述了微波技术在分子筛材料合成、改性和应用中的研究进展,包括微波合成常规分子筛、纳米分子筛、复合分子筛及分子筛膜,微波强化分子筛改性、离子交换、催化反应及分子脱附,以及用于合成分子筛的微波设备等。与传统间接加热方式相比,微波可以实现瞬间、直接的体相加热,因而在分子筛材料的合成和应用中具有更快速、更节能、更高效、更环保的特点,其特殊的加热方式还可能改变分子的反应路径,因而具有重大应用潜力。此外,微波可以有效提高分子筛材料的晶化效率,调节孔径结构、粒径分布、微观形貌及分子筛膜厚度,强化离子交换速率,加速催化反应和分子脱附速率,为分子筛材料的合成和应用开辟新方向。     

AgY分子筛的制备及其吸附脱除模拟燃料中吡啶的性能

采用离子交换法制备了AgY分子筛,利用X射线衍射对AgY分子筛进行了表征,并分别以NaY和AgY分子筛为吸附剂进行模拟燃料中吡啶的静态吸附脱除试验。结果表明,AgY分子筛的吸附脱氮能力强于NaY分子筛,且AgY分子筛较适宜的吸附脱氮条件为：当模拟燃料用量为15 mL时,分子筛用量0.2 g、吸附温度333 K、吸附时间40 min。采用Materials Studio软件建立了NaY和AgY分子筛团簇模型,模拟计算了吡啶分子在NaY和AgY分子筛团簇上的吸附能及其与活性中心的距离,结果表明,吡啶与AgY分子筛活性中心的距离小于NaY分子筛,故AgY分子筛的吸附性能好于NaY分子筛。吸附等温线研究结果表明,AgY分子筛对模拟燃料中吡啶的吸附行为符合Langmuir-Freundlich混合模型;吸附热力学和动力学研究结果表明,此吸附反应是自发进行的吸附熵增过程;在333 K温度条件下,此吸附过程符合准二级动力学模型。     

分子筛催化芳烃烷基化脱烯烃的研究

以分子筛为主要活性组分,与一定比例的γ氧化铝载体混合后制成脱烯烃催化剂,以取代污染严重的白土来脱除芳烃中微量烯烃。考察了β型分子筛、Y型分子筛、X型分子筛、丝光沸石分子筛、ZSM-5分子筛的孔径结构、钠含量、酸性对烷基化催化性能的影响,并研究了添加助剂对分子筛催化活性和寿命的影响。结果表明,分子筛经过处理制得的催化剂脱烯烃效果相对白土寿命提高10h,反应3h时的烯烃转化率较白土提高了40．5%。     

新型分子筛催化材料研究进展

对近年来新开发出来的各类新型分子筛材料,如介孔分子筛、特殊孔道分子筛、纳米分子筛、杂原子分子筛等的发展、性质、存在的问题、解决途径等进行了总结,并探讨了未来的发展趋势。     

FeY分子筛的合成、表征及其加氢裂化活性

采用水热法合成了骨架含杂原子Fe的Y分子筛,并经处理得到超稳Y(USY)分子筛超稳FeY(USFeY)分子筛。利用X射线衍射、红外光谱、紫外可见漫反射光谱(UV-V is-DRS)、热重(TG)法对FeY分子筛进行了表征,结果表明,随Fe含量的增加,FeY分子筛的晶化时间延长,结晶度降低,晶胞常数增大;FeY分子筛的骨架伸缩振动峰向低波数方向移动;FeY分子筛的UV-V is-DRS谱图上不存在非骨架Fe的特征吸收峰;在600℃通氢气处理1h后,FeY分子筛的TG曲线仍无还原峰出现,以上结果均表明Fe进入了Y分子筛的骨架中。利用吡啶吸附红外光谱测定了USY和USFeY分子筛的表面酸性,并对以USY和USFeY分子筛为载体制备的催化剂的加氢裂化活性进行了评价,实验结果表明,与USY分子筛相比,USFeY分子筛的B酸、弱L酸量及总酸量增加,催化剂的加氢裂化活性提高。     

不同晶型SAPO-34分子筛的合成及MTO反应性能评价

采用四种不同的工艺分别合成了立方晶型、纳米级、片晶SAPO-34分子筛以及分子筛微球四种不同晶型的SAPO-34分子筛,并对所合成的分子筛进行SEM和XRD表征,同时将上述四种分子筛分别进行分子筛催化剂的制备及其甲醇制烯烃(MTO)反应性能评价。结果表明,纳米级SAPO-34分子筛的催化剂在MTO反应中表现出较好的反应性能。     

分子筛孔结构和酸性对正癸烷加氢裂化反应性能的影响

采用XRD,BET,NH3-TPD方法对不同孔结构的Beta、ZSM-5分子筛和两种不同介孔体积的Y 型分子筛Y1、Y2进行表征,以正癸烷为模型化合物考察四种分子筛制备的加氢裂化催化剂的反应性能。结果表明,Beta分子筛的活性和异构选择性最高,Y型分子筛次之,ZSM-5分子筛的活性和异构选择性最低。对于Y 型分子筛,介孔体积较大的Y2分子筛的异构癸烷选择性较高。在Beta和Y型分子筛上,正癸烷主要按照三支链叔碳正离子β-裂化机理生成较多的支链产物;在ZSM-5分子筛上,正癸烷主要按照单支链仲碳正离子β-裂化机理生成较多的直链产物。