磷镍复合改性HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯

在离子交换法制备的Ni改性HZSM-5的基础上,采用等体积浸渍法引入不同含量的H3PO4改性,制备了磷镍复合改性的HZSM-5并用于乙醇脱水制乙烯。采用XRD、N2吸附脱附、PyTPD、27Al MAS NMR等表征手段考察了改性对分子筛的影响。结果显示:P添加后促进了骨架铝的脱离,导致强酸量进一步减少,提高了催化剂的使用寿命。活性评价结果表明,以8%磷酸改性的催化剂催化效果最好。然后考察了反应条件对其催化乙醇脱水制乙烯的影响,得到最适宜反应条件为温度260℃、质量空速1.5 h-1、进料乙醇体积分数为50%。在此条件下进行了稳定性测试,50 h内乙醇转化率大于97%,乙烯选择性高于98%,和仅用镍改性相比稳定性显著提高。     

改性HZSM-5催化剂上甲苯-甲醇的烷基化反应的研究

采用浸渍法制得了P、B、Cu、Mg单组分及Mg、P、Si多组分复合改性的HZSM-5催化剂,通过XRD、BET、NH3-TPD等手段对改性前后催化剂的结晶度、孔结构及表面酸性进行了表征,在常压连续流动固定床反应装置上考察了改性HZSM-5在甲苯-甲醇烷基化制备对二甲苯反应中的催化性能,并对其微结构、表面酸性与择形选择性进行了关联。结果表明,P、B、Cu、Mg单组分改性的HZSM-5催化剂中,质量分数20%MgO改性使HZSM-5催化剂微孔面积和微孔容大幅下降,强酸显著降低,目标产物对二甲苯选择性明显提高(>60%);Mg、P、Si复合改性的HZSM-5催化剂中,改性剂之间的酸碱等相互作用对改性催化剂的开孔和表面酸性位的影响较大,与单组分改性相比复合改性效果不明显。     

改性HZSM-5甲醇制丙烯催化剂的研究

系统地研究了不同硅/铝比HZSM-5分子筛负载的La、Mg、Ce、P改性剂对甲醇制丙烯催化剂催化性能的影响。实验表明,La、Mg、Ce改性剂对HZSM-5催化剂合成丙烯选择性有良好的促进作用,HZSM-5分子筛的水蒸气处理条件、分子筛的硅/铝比及结晶状态对催化剂性能都有重要影响。在共浸渍法制备的1.5%La-3%Mg-HZSM-5(硅/铝=120)催化剂上,在600℃-24 h水蒸气处理条件下,丙烯选择性可达57%。     

HZSM-5催化剂上甲醇制丙烯反应条件的研究

以HZSM-5分子筛为催化剂,在固定床反应器中考察了反应温度和原料空速对甲醇制丙烯性能的影响。结果表明,随着反应温度的升高,乙烯和丙烯选择性均增加,但温度过高容易引起催化剂的失活;而随原料空速的增大,甲醇转化率、乙烯和丙烯的选择性均呈下降趋势。最佳的反应条件为反应温度为460°C,原料液时空速为1.4 kg(Methanol)/kg(cat.).h。对添加粘结剂与未添加粘结剂成型后的催化剂性能比较,表明添加粘结剂成型后,甲醇转化率和丙烯选择性有所下降。     

Cracking of n-Butane Over Alkaline Earth-Containing HZSM-5 Catalysts

A series of catalysts, NiSO₄/SiO₂–Al₂O₃, for ethylene dimerization were prepared by the impregnation method using aqueous solution of nickel sulfate. Although SiO₂–Al₂O₃ without NiSO₄ was inactive as catalyst for ethylene dimerization, the SiO₂–Al₂O₃ with NiSO₄ exhibited high catalytic activity even at room temperature. The high catalytic activity of NiSO₄/SiO₂–Al₂O₃ was closely correlated with the increase of acidity and acid strength due to the addition of NiSO₄. The sample having 15 wt% of NiSO₄ and calcined at 500 °C for 1.5 h exhibited maxima for catalytic activity and acidity. In view of IR results of CO adsorbed on NiSO₄/SiO₂–Al₂O₃, it is concluded that the active sites responsible for ethylene dimerization consist of a low-valent nickel, Ni⁺, and an acid.     

轻汽油在HZSM-5分子筛上催化裂解制丙烯的研究

以催化裂化轻汽油（≤75 ℃）为原料,在小型固定床反应器上,考察了反应温度、反应空速、催化剂不同硅铝物质的量比及载体Al₂O₃含量对轻汽油的催化裂解性能及丙烯选择性的影响。实验结果表明,反应温度和空速对催化裂解的产物分布和丙烯收率有较大的影响,高硅铝比催化剂的丙烯选择性比低硅铝比催化剂好,适量Al₂O₃的添加有助于提高丙烯收率。选择合适的反应条件可以有效提高催化剂的裂化性能并能很好抑制氢转移反应的进行,从而提高丙烯的选择性。在550 ℃、0.2 MPa和空速4 h^－1条件下,高硅铝比n(SiO₂)∶n(Al₂O₃)=200］催化剂的丙烯收率为37.56％,当添加30%的Al₂O₃时,丙烯收率增至38.26%。     

金属负载HZSM-5催化剂上乙烯芳构化反应研究

报道了15种负载不同金属的HZSM-5催化剂对乙烯芳构化的催化效果,以Ga(Zn)/HZSM-5催化剂为例,研究了载体酸性、金属含量、反应温度等因素对催化剂催化性能的影响。并对金属负载的HZSM-5催化剂在乙烯芳构化反应中的作用进行了深入研究讨论。     

n(硅)∶n(铝)对HZSM-5分子筛膜催化裂解性能的影响

采用二次生长法在不锈钢管内壁上制备了不同n(硅)∶n(铝)的HZSM-5分子筛膜.采用XRD、SEM和原位吡啶吸附红外光谱对样品的结构和酸性质进行了表征,以超临界正十二烷的催化裂解为模型反应对样品的催化性能进行了评价.随着n(硅)∶n(铝)的增加,HZSM-5交织生长程度变大并且Brφnsted酸量逐渐减少.低n(硅)∶n(铝)的分子筛膜表面具有较高的Brφnsted酸量,在反应的初始阶段存在活性的快速下降行为.适当增加分子筛膜的n(硅)∶n(铝),可以减缓反应初始阶段的活性下降速度,从而明显提高HZSM-5分子筛膜的催化活性.但过高的n(硅)∶n(铝)使分子筛膜表面的酸量大幅减少、致密性增加,不利于裂解反应.n(硅)/n(铝)为125的HZSM-5分子筛膜具有最高的反应活性和初始活性稳定性.     

Zn与Mn复合改性HZSM-5催化低浓度乙醇脱水制乙烯

对浸渍法锌锰复合改性HZSM-5分子筛用于催化低浓度乙醇脱水制备乙烯进行了研究. 探讨了改性溶液类型、HZSM-5原粉硅/铝比和改性条件(改性溶液浓度、浸渍时间、浸渍温度、焙烧温度)对Zn/Mn/ZSM-5催化乙醇脱水效果的影响,通过XRD、孔体积与比表面积、微观形貌分析等方法对改性前后的HZSM-5进行了表征. 结果表明,当HZSM-5原粉硅/铝比为25,改性温度为40℃, Zn(NO3)2和MnCl2浓度分别为2%和6%条件下改性1 h,再于550℃焙烧获得的分子筛催化效果最好,乙醇转化率和乙烯选择性分别达到99%和92%以上. 表征结果表明,Zn2+和Mn2+进入了分子筛骨架中,分子筛能很好地保持原有的结构,并且B酸中心量减少,L酸中心量增多,这有利于乙醇催化脱水制乙烯.     

改性HZSM-5分子筛上苯酚与甲醇的烷基化反应

在反应温度为673K,苯酚与甲醇的摩尔比为1:1,重时空速(WHSV)为0 5h-1的反应条件下,研究了改性HZSM-5分子筛上苯酚与甲醇烷基化反应的反应规律。用酸性氧化物(P2O5),碱性氧化物(MgO),中性氧化物(Sb2O3)对HZSM-5改性都可以提高苯酚甲基化反应产物芳香醚(Anisole+methylAnisole)的选择性,降低甲酚和二甲酚的选择性。随着氧化物负载量的增加,邻-甲酚的选择性增加。适度的氧化物改性可以提高对-甲酚的选择性,改性效果:Sb2o3>P2O5>MgO。     

NH_4与Pt改性的HZSM-5催化剂上2-甲基萘与甲醇的择形甲基化反应(英文)

Shape-selective methylation of 2-methylnaphthalene (2-MN) was carried out over NH4F and Pt modified HZSM-5 (SiO2/Al2O3 83) catalysts in a fixed-bed down-flow reactor using methanol as methylating agent and 1,3,5-trimethylbenzene (1,3,5-TMB) as a solvent. Pt promoted HZSM-5 catalysts showed low concentration of coke-like polycondensed aromatics, NH4F modification decreased non-shape-selective acid sites. After Pt and NH4F co-modification, both conversion of 2-MN and selectivity to 2,6-DMN were improved. 6%NH4F/0.5%Pt/HZSM-5 catalyst exhibited 13.8% of 2-MN conversion with 6.2% of 2,6-DMN yield after 7 h time on stream (TOS), and 2,6-/2,7-DMN ratio of 1.7 after 10 h of TOS.     

HZSM-5催化甲醇制丙烯工艺条件的考察

以工业应用的HZSM-5为催化剂,在连续固定床反应器中考察了反应温度和甲醇分压对甲醇制丙烯反应产物的影响,发现当温度大于450℃时,随着温度的升高,甲醇的转化率都能达到99%以上,乙烯和丙烯的总选择性增加,低碳烷烃选择性增加,高碳产物选择性下降;随着甲醇分压降低,甲醇转化率下降,产物丙烯/乙烯质量比(P/E比)增加,丙烯在甲醇分压为33 kPa时达到最高值,而当分压极低时,催化剂快速失活。从转化率、丙烯选择性、P/E比以及低碳烯烃产物选择性等多方面综合考虑,甲醇转化制丙烯的反应温度优选470℃,并建议甲醇分压为33 kPa。     

丁烯在HZSM-5催化剂上齐聚反应的工艺条件

丁烯在HZSM-5分子筛催化剂上发生齐聚、裂化等反应。本文在等温固定床反应器中以HZSM-5分子筛为催化剂,考察并研究了空时、温度和分压等反应条件对丁烯齐聚反应以及高碳烯烃进一步裂化反应的影响。实验结果表明,增大空时可提高丁烯转化率,但会加剧高碳烯烃的进一步裂化反应并导致C₈的选择性降低;为提高高碳烯烃的选择性,空时不应过高;当空时为0.17kg·s/mol和0.50kg·s/mol时,随温度(220~410℃)的升高丁烯转化率先增大后减少,在300℃时转化率达到最大值。对此实验现象本文中结合丁烯消耗速率方程做出了解释。高温条件下高碳烯烃进一步裂化生成低碳烯烃,因此低温则有利于齐聚反应生成高碳烯烃;提高分压增大丁烯消耗反应速率,有利于齐聚反应生成高碳烯烃,反应速率与分压有线性关系。     

甲醇制丙烯副产汽油组成分析及催化裂解制烯烃研究

为了拓宽乙烯裂解原料并合理利用甲醇制丙烯(MTP)副产汽油资源,分析了Lurgi MTP工艺副产汽油馏分的组成;并在小型固定床实验装置上研究了IBP~99℃轻组分在ZSM-5分子筛上催化裂解制低碳烯性能。结果表明,MTP汽油组成呈现芳烃含量高,正构烷烃含量低的特点,主要碳数分布为C6-C9。芳烃组以二甲苯为主,含量达到22.89%,其次为三甲苯,尤其1,2,4-三甲苯(1,2,4-TMB),含量达到8.07%,与传统汽油组成差异较大,但可分级利用。在600℃下时,轻组分裂解产物中丙烯产率最高达到30.59%,比乙烯产率高5.82%;而在625℃下,产物中乙烯产率最高达31.5%,比丙烯产率高6.13%,双烯产率最高达56.87%。由此可见,MTP汽油中轻组分是较好的催化裂解生产低碳烯烃的原料。     

Fe_2O_3/HZSM-5催化转化乙醇制备低碳烯烃

采用浸渍法制备了Fe2O3/HZSM-5分子筛催化剂,并用于乙醇脱水与低聚制备丙烯为主的低碳烯烃反应体系.在400～500℃范围内考察了HZSM-5的硅/铝比、氧化铁负载量、反应温度、催化剂氢气还原预处理对产物中烯烃收率的影响.结果表明,HZSM-5硅/铝比为140时,丙烯、丁烯收率最高;氧化铁负载能有效提高烯烃收率,当负载量为2.9%时丙烯收率最高,接近25%;反应初期升高温度可促进丙烯生成,但催化剂寿命缩短;氢气还原预处理能进一步促进乙烯、丙烯生成.     

Pd/HZSM-5涂层催化剂及正十二烷裂解

采用涂覆法在不锈钢反应管内壁制备了Pd/HZSM-5涂层催化剂,并研究正十二烷裂解过程。采用SEM和XPS研究了涂层催化剂的表面结构,形态和组成,结果表明涂层表面平整,厚度大约10μm,Pd主要以0价态存在。600℃,4 MPa条件下正十二烷裂解热沉和产物分布结果表明,HZSM-5催化裂解热沉较热裂解热沉明显提高,负载Pd后,热沉进一步提高16.9%。     

W03/HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯

采用浸渍法制备了一系列WO3负载量不同的改性HZSM-5分子筛催化剂,考察了ω(WO3)和工艺条件对乙醇脱水反应的影响,并用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)等技术对催化剂进行了表征。结果表明：少量WO3的引入不破坏HZSM-5分子筛的骨架结构,但对表面酸量产生了一定的影响;弱酸量...     

过渡金属改性HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯

分别考察了过渡金属铁、锰和钴改性HZSM-5对乙醇脱水制乙烯的影响,并对催化效果最好的催化剂进行了反应条件的优化.结果表明:Co/HZSM-5的催化性能最好,使用该催化剂在220℃、质量空速2.5 h-1、乙醇体积分数为60%的反应条件下,乙醇的转化率和乙烯的选择性分别高达99.6%和99.3%.     

Butene Catalytic Cracking to Propene and Ethene over Potassium Modified ZSM-5 Catalysts

Catalytic cracking of butene over potassium modified ZSM-5 catalysts was carried out in a fixed-bed microreactor. By increasing the K loading on the ZSM-5, butene conversion and ethene selectivity decreased almost linearly, while propene selectivity increased first, then passed through a maximum (about 50% selectivity) with the addition of ca. 0.7–1.0% K, and then decreased slowly with further increasing of the K loading. The reaction conditions were 620 °C, WHSV 3.5 h⁻¹, 0.1 MPa 1-butene partial pressure and 1 h of time on stream. Both by potassium modification of the ZSM-5 zeolite and by N₂ addition in the butene feed could enhance the selectivity towards propene effectively, but the catalyst stability did not show any improvement. On the other hand, addition of water to the butene feed could not only increase the butene conversion, but also improve the stability of the 0.7%K/ZSM-5 catalyst due to the effective removal of the coke formed, as demonstrated by the TPO spectra. XRD results indicated that the ZSM-5 structure of the 0.07% K/ZSM-5 catalyst was not destroyed even under this serious condition of adding water at 620 °C.     

正己烷在HZSM-5分子筛上的催化裂解研究

为筛选反应活性和烯烃选择性相对较高的催化剂用于研究吸热型碳氢燃料的催化裂解,以正己烷的催化裂解作为探针反应,探讨其在不同硅铝物质的量比HZSM-5［n(Si)∶n(Al)=25、36、100］分子筛上催化裂解的反应活性和产物分布。结果表明,正己烷在HZSM-5分子筛上的裂解转化率随温度的升高和分子筛中硅铝物质的量比的减小而增大;裂解产物中乙烯、丙烯和总烯烃的选择性均随裂解温度的升高和分子筛中硅铝物质的量比的增加而增加,在（300~550） ℃,HZSM-5［n（Si)∶n(Al)=36］上的总烯烃收率最高,芳烃含量随分子筛中硅铝物质的量比的增加而减小;基于裂解转化率、烯烃和芳烃收率等因素综合考虑,HZSM-5 n(Si)∶n(Al)=36］分子筛为优选催化剂。