分子筛重整催化剂Pt/HZSM-5积炭失活研究

以正辛烷为模型化合物,在固定床连续微型反应装置上进行分子筛重整催化剂的积炭失活试验。利用热重-差示扫描量热分析（TG-DSC）、低温氮吸附、X射线衍射（XRD）、氨程序升温脱附（NH3-TPD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、透射电镜（TEM）等技术,对新鲜剂和失活剂进行表征,研究了积炭量对催化剂物化性质的影响。结果表明：失活Pt/HZSM-5上的积炭主要为纳米管状积炭。积炭主要沉积在孔径小于4 nm的小孔内,造成催化剂比表面积和孔体积下降,平均孔径增大;同时发现ZSM-5的晶系由单斜晶系转变为正交晶系;积炭反应优先发生在强酸中心上,随积炭含量的增加,B酸和L酸中心大幅减少,尤以B酸中心更甚。     

ZnO/HZSM-5对环戊烷芳构化催化性能的研究

运用连续流动法研究了ZnO/HZSM-5对环戊烷芳构化的催化性能.在HZSM-5中添加ZnO增强了催化剂的抗积炭性能,用脉冲微反技术测定了其催化活性,并测得不同温度下环戊烷在ZnO(1%)/HZSM-5上的表观反应速率常数,自表观活化能和色谱法测得的吸附热,求得表面反应活化能为131.2kJmol~(-1).     

Ni/HZSM-5吸附法深度脱除低浓度NO

 摘要: 利用固定床研究了在Mn、Co、Cu和Ni氧化物改性的HZSM-5(25)上吸附法深度脱除N2中低浓度NO的性能,同时考察了不同载体、Ni负载量、温度和杂质气体对该类吸附剂吸附脱除NO的影响,利用TPD实验考察了吸附剂的再生性能。结果表明,4种改性HZSM-5(25)中,Ni/HZSM-5(25)的吸附脱除NO的性能最佳。Ni负载量为3.85%的Ni/HZSM-5(25),在常温常压下吸附脱除N2中的NO（150×10-6）时,NO穿透吸附量最高达6.14 mg/g;N2中7% O2可使NO的穿透吸附量提高近1倍,10% CO2使NO的穿透吸附量略有降低。该类吸附剂可以用N2在670 K温度下吹扫再生。     

水蒸汽处理的HZSM-5沸石的酸性质及其对正构烷烃的裂解性能的研究

用NH_3-TPD、IR技术和以正已烷、正十六烷为探针反应,研究了水蒸汽处理对HZSM-5催化剂酸性质及其倦化性能的影响,发现水蒸汽处理有效地脱除了能使正己烷裂解的活性中心,并发现通过水蒸汽处理,将酸中心数控制在1.60—1.00×10~(10)个/g范围内的HZSM-5催化剂均可作为石油脱腊催化剂。Mg、Fe改性后,将加深催化剂上长链烷烃的裂解程度。     

Zn/HZSM-5分子筛气固相循环法合成苯基二氯化膦

采用经HZSM-5分子筛改性的Zn/HZSM-5为催化剂,在固定床内由苯和三氯化磷为原料进行气固相催化反应制备苯基二氯化膦(DCPP)。考察了Zn负载量、原料配比、反应温度、反应时间等因素对反应的影响。采用X射线衍射、扫描电镜、傅里叶变换红外、低温氮吸附等手段对催化剂进行了表征。结果表明,Zn负载量为2.5%(质量分数)的Zn/HZSM-5分子筛25g,n(C6H6)∶n(PCl3)=3∶1,反应温度为320℃,反应5h时,苯基二氯化膦收率能达到17.6%。负载Zn后HZSM-5分子筛晶型并未被破坏,Zn组分的引入导致分子筛表面酸性有所变化,反应过程较HZSM-5分子筛易积炭。     

积炭的铁酸盐催化剂烧炭再生研究

常压下,在内循环无梯度反应器中,采用不同温度、不同氧分压的条件对积炭的铁酸盐催化剂进行了烧炭再生;对再生后的催化剂活性恢复情况进行了测定。结果表明,控制适当的烧炭条件,可使运转近4000小时的积炭催化剂活性恢复80%以上。采用热分析方法对催化剂的积炭量、烧炭反应的速率常数及活化能进行了测定,从而近似地得到铁酸盐催化剂上积炭燃烧的动力学方程为:-(dC/dt)=1.27×10_8·exp(-14950/T)·P_(?)·C     

低碳烃在SO2-4/TiO2/HZSM-5上低温芳构化

用浸渍沉淀法制备了SO2-4/TiO2/HZSM-5固体酸催化剂,并以混合碳四烃为原料进行芳构化反应.考察了反应温度和反应时间对低碳烃芳构化反应的影响.同ZnNi/HZSM-5催化剂相比,要达到相同的BTX和芳烃收率,该催化剂可使反应温度降低140K左右.此外,讨论了低碳烃在SO2-4/TiO2/HZSM-5上的芳构化过程.     

Pb掺杂改性对Pt/HZSM-5催化剂结构及其催化合成对氨基苯酚反应性能的影响

针对硝基苯催化加氢合成对氨基苯酚(PAP)反应,以HZSM-5(n(SiO2)/n(Al2O3)=25)为载体,制备了不同Pt负载量的Pt/HZSM-5及Pb-Pt/HZSM-5双功能催化剂,采用透射电镜(TEM)、氢气程序升温脱附(H2-TPD)、CO吸附漫反射红外光谱(DRFTIR)和X射线光电子能谱(XPS)技术对催化剂结构和电子性能进行了表征,同时评价了催化剂催化合成PAP的活性。结果表明,Pb的掺杂改性能有效提高Pt在载体表面的分散度,改性后催化剂Pt的电子密度增大。Pb-Pt/HZSM-5催化剂催化合成PAP的选择性明显高于相同负载量下的Pt/HZSM-5催化剂。由于Pb、Pt之间相互作用导致的Pt活性位上电子密度的增大对苯基羟胺(PHA)连串加氢生成苯胺反应起到了明显的抑制作用。     

P/HZSM-5分子筛催化剂催化乙醇制备低碳烯烃的研究

采用(NH4)3PO4溶液浸渍改性HZSM-5分子筛,制备了P/HZSM-5催化剂,并使用微型固定床反应器考察其对乙醇催化脱水制备低碳烯烃的催化性能。结果显示,适当量的P改性得到的P/HZSM-5催化剂能显著提高丙烯和丁烯的选择性,抑制低碳烷烃C1~C4生成。在此基础上考察了反应温度、空速、反应时间对催化剂性能的影响。当催化剂P质量分数为3.0%,反应温度450℃,空速为3.16h-1时,反应得到的丙烯选择性高达30%。并使用TG-DTG热重分析手段对使用过的P/HZSM-5催化剂进行积炭失活表征与分析。     

氯苯在HZSM-5分子筛上选择性硝化的研究

研究了以HZSM-5分子筛为催化剂,氯苯-硝基化反应中各反应参数即反应物配比、反应时间、反应温度、催化剂用量以及HZSM-5分子筛硅铝比对p/o的影响。结果使用SiO_2/Al_2O_3为40的HZSM-5分子筛作催化剂可使p/o达到4.60,氯苯转化率21.0％。     

Aromatization of FCC Gasoline Over Modified HZSM-5 Catalyst

Zinc and phosphorus incorporated HZSM-5 catalyst was prepared by adopting incipient wet co-impregnation (Zn-P/HZSM-5). Zn-P/HZSM-5 catalyst exhibited the lowest acidity but the highest aromatization activity with stable performance in the studied period of 16 hr. The process conditions on aromatization reaction and the coke deactivation mechanism of Zn-P/HZSM-5 catalyst were studied on a small-scale, fixed bed reactor using FCC naphtha (75-120°C). The weight contents of ZnO and P₂O₅ were 2% and 4%, respectively. Results showed that Zn-P/HZSM-5 catalyst under a temperature of 450°C, liquid hourly space velocity of 1.0 h^-1, and pressure of 0.1 MPa, the conversions of olefins and alkanes are 96.77% and 88.94%, respectively, the contents of olefins, aromatics in liquid product are 6.79% and 74.57%, respectively. Carbon deposition was the major reason for catalyst deactivation due to the catalyst's good performance as a fresh catalyst after regeneration. All of the blending products fitted the standards of Chinese gasoline.     

Aromatization of FCC Gasoline Over Modified HZSM-5 Catalyst

Abstract

Zinc and phosphorus incorporated HZSM-5 catalyst was prepared by adopting incipient wet co-impregnation (Zn-P/HZSM-5). Zn-P/HZSM-5 catalyst exhibited the lowest acidity but the highest aromatization activity with stable performance in the studied period of 16 hr. The process conditions on aromatization reaction and the coke deactivation mechanism of Zn-P/HZSM-5 catalyst were studied on a small-scale, fixed bed reactor using FCC naphtha (75–120°C). The weight contents of ZnO and P₂O₅ were 2% and 4%, respectively. Results showed that Zn-P/HZSM-5 catalyst under a temperature of 450°C, liquid hourly space velocity of 1.0 h^?1, and pressure of 0.1 MPa, the conversions of olefins and alkanes are 96.77% and 88.94%, respectively, the contents of olefins, aromatics in liquid product are 6.79% and 74.57%, respectively. Carbon deposition was the major reason for catalyst deactivation due to the catalyst's good performance as a fresh catalyst after regeneration. All of the blending products fitted the standards of Chinese gasoline.     

A Study on the Coke Behaviors During Alkylation of Benzene with Ethanol Over Different HZSM-5 Catalysts

Abstract

Four different kinds of HZSM-5 zeolites with different acid properties and crystal size were used as catalysts in alkylation of benzene with ethanol to produce ethylbenzene and the coke behaviors were studied. The catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), Brunacr-Emmett-Teller (BET), scanning electron microscopy (SEM), wet chemical analysis, NH₃-temperature programmed desorption (TPD), and Py-infrared (IR). The coke amount was measured by thermal gravity (TG) and the nature of the coke deposition was characterized by ultraviolet-visible (UV-Vis) and C/H analysis. The results showed that besides acid property, the crystal size could also affect the catalytic performance, coke content, and the nature of the coke deposition. The effect of reaction conditions including temperature, weight hourly space velocity, and time on stream on the catalytic performance and coke behaviors were also discussed over S-4.     

直馏汽油在纳米ZSM-5上的异构化反应研究

在固定床反应器中研究了不同反应条件下纳米HZSM-5和微米HZSM-5在直馏汽油异构化反应中的催化性能,并对纳米HZSM-5和微米HZSM-5进行了XRD、NH3–TPD及低温N2吸附等表征。结果表明：纳米HZSM-5粒径小、外表面酸量丰富、扩散路径短,直馏汽油异构化反应性能优于微米HZSM-5,具体表现在环烷烃和芳烃的生成量大。由于纳米颗粒之间的二次孔可以大量容纳积炭,纳米HZSM5的稳定性好;当反应温度为320?360 ℃、质量空速为1 h-1时,纳米HZSM-5的催化性能最佳。     

Mo/HZSM-5催化剂上甲烷脱氢芳构化反应——分子筛水蒸气脱铝的影响

采用蒸汽脱铝法对HZSM-5分子筛进行预处理,利用XRD、N2物理吸附及NH3微分量热吸附对分子筛的结构和酸性质进行表征,在关联催化剂的活性评价结果的基础上,研究了分子筛的结构、酸性质对Mo/HZSM-5催化剂反应性能的影响。结果表明,市售的母本HZSM-5分子筛上,少量的强B酸中心的存在,促使了反应中间物种的深度脱氢,造成催化剂在反应过程中发生严重积炭;水蒸汽处理的HZSM-5分子筛,其骨架结构和酸性质随处理温度的不同而改变。923K蒸汽处理的分子筛,结晶度显著降低,骨架结构的严重受损导致了微孔的阻塞和B酸中心的大量减少,不利于C2中间物种的芳构化;823K处理的HZSM-5分子筛,骨架铝脱出相对缓和,在有效地消除了母本分子筛原有的强B酸中心的同时,又保持着较高的结晶度,改善了分子筛的抗积碳能力,因此其Mo基催化剂的甲烷芳构化反应性能较传统制备的Mo/HZSM-5催化剂有显著提高。     

SiO_2改性HZSM-5催化剂催化C_4烯烃裂解生产丙烯

利用硅油对HZSM-5分子筛进行液相沉积S iO2改性,制备了S iO2/HZSM-5催化剂(简称催化剂);考察了S iO2沉积量及反应条件对催化剂催化C4烯烃裂解生产丙烯性能的影响;采用X射线衍射、N2等温吸附-脱附、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、吡啶吸附-脱附红外光谱等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明,在HZSM-5分子筛上沉积SiO2调变了催化剂的孔结构和酸性,SiO2沉积量影响催化剂的性能,当SiO2沉积量为7.0%(质量分数)时,催化剂具有适当的孔结构和酸性,催化剂的性能较好。在530℃、0.1MPa、原料重时空速2.0 h-1、催化剂中SiO2沉积量7.0%的条件下,C4烯烃转化率为42.9%,丙烯收率为28.3%。