甲醇制丙烯反应中ZSM-5分子筛催化剂积炭失活介尺度机制研究

甲醇制丙烯（MTP）是当前煤化工领域亟需发展的关键催化技术,积炭被认为是导致催化剂失活的重要原因之一。以积炭分子筛为研究对象,通过IGA、FTIR及TG等多种表征手段,考察甲醇的吸附行为、分子筛表面酸性、积炭成分与MTP反应中甲醇反应活性之间的构效关系。研究结果表明,甲醇的吸附量随催化剂的失活而降低,其下降速率与甲醇转化率成正比。催化剂上滞留的碳物种的主要成分为轻烃、BTX芳烃、活性结焦和积炭,而其中积炭是引起分子筛失活的主要原因。完全失活的催化剂与新鲜催化剂相比仍保留一定的甲醇吸附能力,推测积炭主要存在于酸活性中心周围。积炭首先覆盖的是B酸中心的羟基和桥式羟基,随后是非骨架Al—OH;而催化剂的甲醇转化率与分子筛中可接触的B酸和L酸数量成正比。另外,基于催化剂的失活速率与转化率存在的正比关系,结合反应动力学,推导出了失活曲线的数学表达式,理论上解释了MTP反应过程中的积炭失活介尺度机制。     

含钨介孔SBA-15催化新材料的表征

孔道排列有序的介孔分子筛材料因在催化、环境和传感等众多领域的潜在用途而日益受到人们的关注。但是纯二氧化硅分子筛材料是没有酸性活性中心的 ,因而难以应用于催化反应中[1] 。为了制备具有催化活性的介孔分子筛材料 ,人们常常将不同性质的杂原子引入到介孔二氧化硅分子筛的基体以赋予分子筛一些酸性位和催化活性中心。SBA 15介孔分子筛作为一种新型的介孔材料 ,具有大的孔径、高的热稳定性和水热稳定性[2 ] ,相对M4 1S材料更具应用前景 ;但其产生于强酸性条件 ,氧化硅骨架中很难引入杂原子。鉴于SBA 15介孔材料优良的物化性能 ,为…     

Cu/SiO2催化硝基环己烷加氢反应路径

以用于硝基环己烷还原制环己酮肟的铜基催化剂为研究对象,在釜式反应器中研究了蒸氨水热法制备的Cu/SiO2催化剂催化硝基环己烷还原制环己酮肟过程中的主、副反应历程,重点考察了反应体系中水的存在对反应路径及目标产物选择性的影响.结果表明:该反应过程中环己酮肟水解反应基本不会发生,但外源水量的增加会显著促进环己酮的生成.由此...     

铟基复合氧化物应用于合成气制低碳烯烃双功能催化体系

由合成气直接制取低碳烯烃是洁净高效利用煤炭资源的最佳途径之一。采用共沉淀法制备了含有不同助剂的In基复合氧化物,并将其与SAPO-34相耦合,测试了该耦合催化剂的CO加氢反应性能。通过N2物理吸附、X射线衍射(XRD)和H2程序升温还原(H2-TPR)等表征方法研究了不同助剂对In基氧化物结构的影响。结果表明,In基复合氧化物的结构稳定性直接决定反应性能,In Zr氧化物的稳定性最优,展现了良好的CO加氢催化性能。最后考察了反应温度、压力和空速等工艺条件对耦合催化体系反应性能的影响,在较优的反应条件下,实现了70%(排除CO2选择性)的C2~C4烯烃选择性。     

沉淀剂对ZnCr氧化物催化剂合成异丁醇性能的影响

为开发高选择性和稳定性的异丁醇合成催化剂,选用了不同的沉淀剂,通过共沉淀法制备了系列ZnCr基氧化物催化剂。采用N_2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(H_2-TPR)等手段对催化剂织构参数、体相结构、还原性能等进行表征,并研究了其CO加氢制异丁醇的催化性能。表征数据表明:使用碱性较弱的沉淀剂时,制得的催化剂比表面积较大,ZnO和Cr_2O_3形成非计量比尖晶石Zn_xCr_(2/3(1-x))O结构,且颗粒分散度较好,被还原能力较强。使用强碱性沉淀剂时,制得的催化剂比表面积较小,出现相分离现象,且被还原能力较差。研究结果表明,使用(NH_4)_2CO_3沉淀剂制备的ZnCr催化剂表现出了最佳的催化性能。该催化剂在390℃,10000h~(-1),12MPa时,CO单程转化率可达15.3%,醇选择性90.3%,异丁醇选择性33.5%。     

烃类分子在分子筛中扩散行为研究进展

综述了分子在分子筛中的扩散行为及研究进展,包括分子筛的结构与扩散、扩散系数的测量方法和原理等,概括了孔道结构、分子吸附量、活性位及共存组分等影响因素对扩散的影响。在目前的研究中,不同测量手段所得的扩散系数存在较大差异,且催化反应条件下的扩散研究存在一定难度,指出建立统一的扩散测量标准及研究分子在催化反应条件下的扩散行为是未来的发展方向。     

从基础研究到工业转化应用的实践——甲醇制烯烃SMTO催化技术开发

煤基甲醇制烯烃(MTO)是煤炭清洁利用的关键技术之一,对于保障国家能源安全具有重要的战略意义。中国石油化工集团有限公司经过20余年的研究,在催化反应机制、高性能分子筛催化剂以及反应-再生工艺技术等方面持续创新,开发了高效甲醇制烯烃SMTO工艺技术,实现了从导向性基础研究到工业应用的贯通式创新。     

分子筛中碳氢化合物扩散行为的分子模拟研究进展

分子筛催化过程中反应物、产物以及中间体等分子在分子筛孔道内的扩散行为显著影响催化剂择形催化性能、限域效应、产物选择性和稳定性等.本文总结了近二十年来分子模拟技术在分子筛扩散研究中的应用进展.首先简单介绍以分子动力学模拟为代表的分子筛扩散研究方法,然后介绍了包括烷烃、烯烃和芳烃在内的单组分以及多组分碳氢化合物在分子筛中的...     

片状形貌ZSM-39分子筛的合成

利用高通量水热合成装置,使用正丙胺(R1)和六亚甲基四胺(R2)双模板剂,合成片状形貌的ZSM-39分子筛。采用XRD、SEM、FTIR、TG和N2吸附-脱附等方法对试样进行了表征,考察了晶化时间和双模板剂比例对合成的ZSM-39分子筛形貌的影响。实验结果表明,当晶化时间足够长(120 h)时,所得ZSM-39分子筛的结晶度良好;合成的ZSM-39分子筛的形貌可通过调节双模板剂的比例进行有效控制,R1含量过高或过低时,均不能得到片状形貌的ZSM-39分子筛;在晶化温度180℃、晶化时间120 h、双模板剂比例n(R1)∶n(R2)=0.5的条件下,所得ZSM-39分子筛呈现均匀薄片状形貌,厚度50 nm左右。