HZSM-5分子筛在甲醇工业上的应用

基于HZSM-5分子筛上甲醇的转化广泛应用于甲醇工业上，考察了有关甲醇在HZSM-5上的应用，介绍了HZSM-5分子筛在甲醇制烯烃、汽油、以及芳烃工业的现状和前景，并对甲醇在HZSM-5分子筛上转化的机理进行了概述。     

HZSM-5分子筛催化甲醇制低碳烯烃性能的研究进展

综述了改性HZSM-5用于甲醇制取低碳烯烃的研究进展。主要从硅铝比、化学改性、品粒尺寸、引入介孔和高温水热处理五个改性手段对HZSM-5用于MTP反应的影响进行了调研。适量的B酸量是改性HZSM-5用于甲醇制烯烃反应时烯烃选择性的最关键影响因素,适当的孔道修饰能够提高HZSM-5的烯烃选择性。     

不同硅铝比HZSM-5分子筛催化剂上甲醇制丙烯反应催化性能

合成了不同硅铝比的HZSM-5分子筛催化剂,并考察了该催化剂上甲醇制丙烯(MTP)反应的催化性能.结果表明,随着硅铝比增加,HZSM-5分子筛子催化剂的稳定性及对丙烯的选择性增加;强酸对提高丙烯的选择性不利;随反应进行,强酸性位被覆盖,丙烯选择性上升.分子筛水蒸汽处理后大大提高了其催化稳定性及对丙烯的选择性.     

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。     

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。     

甲苯甲醇烷基化反应催化剂改性HZSM-5分子筛的研究进展

甲苯甲醇烷基化具有甲苯利用率高,产物选择性高等特点,是一条很有应用前景的合成路线。综述了改性后的HZSM-5分子筛催化剂用于甲苯甲醇烷基化反应的研究进展,通过负载元素改性或是在HZSM-5分子筛上生长Sillicalite-1层的改性方法,减小孔径或缩小孔口,屏蔽ZSM-5分子筛外表面的酸性位,可提高产物对二甲苯的选择性。     

甲醇存在时异丁硫醇在HZSM-5分子筛上的转化反应研究

在固定床微型反应器中,以异丁硫醇为研究对象,通过其在不同反应条件和稀土改性 HZSM-5分子筛中的一系列反应,探讨其催化转化反应及规律。在HZSM-5及改性催化剂催化条件下, 异丁硫醇在较低温度250℃下就可以有较高的转化率(70％),当温度达到350℃时,异丁硫醇完全转化,生成产物主要为硫化氢;稀土镧负载量对其转化率有较大影响,w(La2O3)=1．0％时有较好的效果; 甲醇的加入对异丁硫醇的转化率有一定提高,甲醇与苯的体积比为0．2时对异丁硫醇转化较为有利,但其液相反应产物趋于复杂,选择性有所降低。     

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。     

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。     

Mg/HZSM-5分子筛催化甲醇与1-丁烯偶合制丙烯

采用水热法合成纳米和微米尺寸的HZSM-5分子筛,并用浸渍法负载Mg对纳米HZSM-5分子筛进行改性,通过XRD、SEM、N_2等温吸附-脱附、NH_3-TPD和TGA对分子筛进行表征,并将其用于甲醇与1-丁烯偶合制丙烯反应,考察分子筛晶粒尺寸、Mg负载量、反应温度、空时和甲醇与1-丁烯物质的量比对催化剂反应性能的影响。结果表明,纳米HZSM-5分子筛具有比表面积大、孔道短和孔口多等特点,表现出较好的活性和稳定性及较强的容碳能力。利用Mg对纳米HZSM-5进行改性,提高了HZSM-5分子筛上原料的转化率和丙烯收率,在反应温度550℃、反应压力0.1 MPa、空时1.6 gcat·(h·mol_(CH_2))~(-1)和甲醇与1-丁烯物质的量比为3的条件下,1%Mg/HZSM-5分子筛催化剂上的丙烯收率最高,达41.8%,比未改性的纳米HZSM-5分子筛催化剂提高9.7个百分点。     

Fe改性HZSM-5分子筛上甲醇耦合C4烃制低碳烯烃反应性能研究

用等体积浸渍法制备Fe改性HZSM-5分子筛催化剂（Fe/HZSM-5）。考察了Fe/HZSM-5在不同温度下对甲醇耦合C₄烃制低碳烯烃反应性能的影响,并利用紫外-可见漫反射光谱对Fe/HZSM-5进行了表征。结果表明,在低铁含量条件下,Fe改性HZSM-5分子筛上Fe（Ⅲ）主要以高分散隔离的形式存在于HZSM-5分子筛的表面,Fe改性提高了催化剂上的原料转化率以及乙烯和丙烯选择性,从而获得了较高的乙烯和丙烯总收率。在反应温度为550 ℃时,在Fe（Ⅲ）处理的HZSM-5分子筛上,乙烯和丙烯总收率最高可达42.1%,比未改性的HZSM-5提高了7％。     

甲醇对噻吩在HZSM-5分子筛上转化反应的影响

在固定床微型反应器中,以HZSM-5（硅铝物质的量比为25）分子筛为催化剂,探讨了甲醇对噻吩催化脱硫转化反应的影响。实验表明,反应温度在350 ℃以上时,噻吩转化率达到51％以上;甲醇与溶剂苯的合适体积比为1∶2;负载于HZSM-5的氧化镧对噻吩的催化转化有较大的促进作用;负载氧化镧质量分数为1.0%时,噻吩的转化率和硫化氢的产率分别达到51.3％和18.1％,与母体HZSM-5分子筛催化剂相比,噻吩的转化率和硫化氢的产率分别提高了36.0％和11.9％;空速以14 h^-1为宜。     

改性HZSM-5上焦化苯与乙醇烷基化制乙苯

通过离子交换法制备硼改性的分子筛,并在连续固定床反应器上对其进行焦化苯与乙醇烷基化反应催化性能和脱硫性能的考察。通过XRD和BET方法对催化剂进行表征,结果表明,改性后催化剂的比表面积、微孔孔容和孔径均减少。反应评价结果显示,改性后乙苯选择性略有降低,苯转化率增加。最佳反应条件：温度（350～400） ℃,n(苯)∶n(乙醇)=(3∶1)～(5∶1),空速（4～6） h^-1。     

H-beta分子筛催化苯与甲醇烷基化反应性能

采用两种促进剂协同作用改性制得了H-beta分子筛催化剂,通过XRD、BET及Py-IR对催化剂结构、比表面积及酸性变化进行表征,并将催化剂用于苯与甲醇烷基化测试其催化性能。结果表明,在反应压力为常压、反应温度400℃、空速2 h-1和苯与甲醇物质的量比为1∶1的最优条件下,苯转化率达到42. 5%、甲苯选择性为74. 6%,甲苯和二甲苯总选择性达到了94. 5%。基于结构及性能的研究,探讨了催化烷基化反应机理。     

高温水蒸汽处理对HZSM-5分子筛催化甲醇制丙烯的影响

考察不同硅铝比的HZSM-5分子筛催化剂和经过高温水蒸汽处理后的HZSM-5分子筛催化剂在甲醇制丙烯反应中的催化性能,考察温度和空速对催化反应的影响。结果表明,随着HZSM-5分子筛硅铝比的增加,产物中丙烯选择性增大,可能是分子筛的酸性降低所致;经过高温水蒸汽处理后的HZSM-5分子筛表面酸性降低,提高了催化剂的催化性能。在反应温度450 ℃和空速1.0 h^-1条件下,600 ℃高温水蒸汽处理后的催化剂HT-600的丙烯选择性从改性前的26.8%提高到33.5%。     

Methanol-to-gasoline(MTG)conversion over ZSM-5. A temperature programmed surface reaction study

The conversion of methanol to gasoline over zeolite ZSM-5 has been studied by temperature programmed surface reaction (TPSR). The technique is able to monitor the two steps in the process: the dehydration of methanol to dimethyl ether and the subsequent conversion of dimethyl ether to hydrocarbons. The activation barriers associated with each step were evaluated from the TPSR profiles and are 25.7 and 46.5 kcal/mol respectively. The methanol desorption profile shows considerable change with the amount of methanol molecules adsorbed per Brønsted site of the zeolite. The energy associated with the desorption process, (CH₃OH)_nH_s+-ZSM5 (CH₃OH)_n–1H⁺-ZSM5+CH₅OH, shows a spectrum of values depending onn.     

改性HZSM-5对甲醇制烯烃反应性能的影响研究

分别用非金属、碱金属、碱土金属、过渡金属以及稀土金属对HZSM-5催化剂进行改性,考察了改性催化剂对低碳烯烃的选择性影响,并选取改性效果较好的元素组合制备双金属改性催化剂,以进一步提高低碳烯烃的选择性。结果表明,双金属改性催化剂可明显提高C2=～C4=的总烯烃选择性,副产物得到了有效抑制。其中,钾-钙改性后丙烯的选择性最好,从25%提高到42%;钙-铈改性后,乙烯选择性较高,从25%提高到43%;钾-锌和钙-锌改性后,低碳烯烃选择性下降,二甲醚的选择性呈现不断上升趋势,从5%提高到60%左右。改性催化剂对反应过程的影响从一定程度上验证了本文提出的MTO反应网络。     

V2O5/HZSM-5催化剂制备及其催化苯羟化合成苯酚性能

采用离子交换法制备一系列不同钒含量的HZSM-5负载钒催化剂x％V2 O5/HZSM-5,采用XRD、FT-IR、SEM、TEM、EDS、Mapping、N2物理吸脱附和XPS等对催化剂物化性能进行表征.结果表明,在最优条件下,以V元素的质量分数为基准,5％V2 O5/HZSM-5催化剂在苯羟基化制苯酚反应中凸显最佳催...