苯—乙烯烷基化HZSM—5沸石催化剂积炭失活的研究：Ⅰ.不同晶…

通过调变晶化条件合成出一系列晶粒大小不同的沸石，对其Ｈ型沸石进行了苯－乙烯烷基化快速失活反应考察，应用微反色谱仪，脉冲吸附量测定等方法研究了沸石积炭模型及机理，结果表明，小晶粒团聚体沸石除在晶体内、外表面积炭外，同时在晶粒间空隙处积炭；堵孔作用是大晶粒沸石失活的重要原因。     

β沸石催化剂上苯/乙烯烷基化反应器模拟

建立了苯与乙烯在β沸石催化剂上烷基化反应的气－液－固三相反应器数学模型，并应用变步长的Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔａ法给出了模型的解。比较了不同的反应条件和反应器行为。计算结果表明，无论是固定床鼓泡反应器，还是滴流床反应器，反应过程均为气液膜液侧的传质阻力所控制，且固定床鼓泡反应器对该反应更适合。     

苯与烯烃烷基化反应过程中催化剂失活的研究

采用固定床连续反应器，对苯与烯烃在FX-01沸石催化剂上的烷基化反应过程中，能够导致催化剂失活的烯烃齐聚和烷基苯深度烷基化反应进行了研究。结果表明，140℃、0.8MPa、较低苯与烯烃摩尔比的条件下，催化剂会较快失活。对沉积在催化剂上的结焦物进行GC-MS分析，结果表明主要为多烷基苯，由此推断催化剂的失活是由多烷基苯堵塞孔道造成的。乙烯在FX催化剂上会迅速齐聚结焦，并伴有强烈的放热，使催化剂失去对苯与乙烯烷基化的催化活性。活化乙烯分子与活化丙烯分子分属于不同的催化剂活性中心。     

ZSM-5沸石催化剂上苯与乙烯气相烷基化反应工艺条件研究

研究了ZSM-5沸石催化剂上苯与乙烯气相烷基化反应工艺条件。较佳的工艺条件为:反应温度350～430℃,反应压力1.0～1.8 MPa,苯/乙烯摩尔比7～9,乙烯空速2～4.5 h~(-1)。在此条件下,乙烯转化率和乙基选择性大于99.4％。     

在FX-02沸石催化剂上苯与乙烯烷基化反应的研究

采用固定床鼓泡反应器,在ＦＸ ０２沸石催化剂上进行苯与乙烯烷基化反应的研究。通过加速失活试验,考察了不同工艺条件对催化剂操作寿命的影响,得到了使苯转化率和乙苯选择性较高及反应产物中二甲苯含量极低的适宜的工艺条件。     

β-沸石催化剂上苯与丙烯烷基化催化剂的失活机理

通过分析失活催化剂积炭的组成,表征失活催化剂的酸性质及孔结构的变化,考察反应条件对催化剂寿命的影响等手段,得出了β－沸石催化剂上苯与丙烯烷基化反应过程催化剂失活机理：催化剂失活主要是由深度烷基化造成的,失活从晶内孔开始,并且随着失活程度的加深,失活逐渐向外扩展。这也说明烷基化反应主要是在晶内进行的。     

在FX—02沸石催化剂上苯与乙烯烷基化反应的工艺条件研究

采用一种新的制备乙苯的烷基化反应工艺条件，在气－液－固三相的反应状态下考察反应温度、压力、苯／乙烯摩尔比和苯质量空速对以改性β沸石为主要活性组分的ＦＸ－０２催化剂性能的影响。在初步试验的基础上，应用均匀设计方法找出ＦＸ－０２催化剂上苯与乙烯烷基化反应的最适宜工艺条件，在ＦＸ－０２催化剂上，当反应温度为１５０～１７５℃，反应压力为０．８～１．２ＭＰａ，苯的质量空速为４ｈ－１，苯与乙烯摩尔比为６～８时，苯与乙烯可顺利地进行烷基化反应，乙烯的转化率达到１００％，乙苯的选择性超过９５％。     

苯与丙烯烷基化反应中温度对Y沸石催化剂失活的影响

研究了丙烯与苯反应中反应温度对改性Y沸石催化剂失活的影响。通过TG、元素分析、FT-IR和裂解-色质等手段,分析了失活催化剂中的"焦炭"。结果表明,在较低反应温度下,催化剂失活的原因可能是由于沸石孔口直径为0 7～0 8nm,在超笼内生成较大分子的产物或中间化合物很难扩散出去,滞留在超笼中,导致孔口堵塞;在较高反应温度下,催化剂失活原因可能是催化剂活性中心缓慢地被积碳占据,直至积碳堵塞孔口后,活性便迅速下降。     

在AB—96沸石催化剂上苯与乙烯气相烷基化反应工艺条件的研究

针对苯与乙烯气相烷基化生产乙苯的反应过程,对上海石油化工研究院研究生产的AB－96沸石催化剂用于该反应过程的工艺条件在实验室进行了研究,结果表明：以ZSM－5沸石为活性组元的AB－96催化剂,在反应温度380－430度,在反应压力1．0－1．8MPa,乙烯质量空速2．0－4．5h^-1,苯烯摩尔比6－9的条件下,乙烯转化率在99％以上,乙苯选择性可达93％,具有良好的反烃化性能,当原料苯中混有13％－17％的乙苯,二乙苯,甲本和二甲苯等对乙烯转化率和乙苯选择性几乎没有影响,在原料苯的含水量为180－650ug/g时对乙烯的转化率和乙苯的选择性无明显影响,具有较强的抗水能力,其活性稳定性较好,是一种良好 分子筛催化剂。     

苯与乙烯烷基化FX-02催化剂的失活机理

通过分析失活催化剂上的杂质组成 ,表征失活催化剂的酸性质、晶体结构及孔结构的变化 ,发现催化剂失活是由于无机小分子硫化物在催化剂晶内表面的吸附 ,导致催化剂的活性中心被覆盖。硫化物对催化剂不同酸位的影响不同 ,对中强酸位的影响比弱酸位和强酸位要更为明显     

FX—02混石催化剂上苯与乙烯烷基化的反应动力学

用半连续式无梯度反应器在１３０￣２１０℃范围内研究了苯与乙烯在ＦＸ－０２沸石催化剂上烷基化反应的本征动力学。应用改进的Ｇａｕｓｓ－Ｎｅｗｔｏｎ法对常微分形式的动力学模型进行了参数估值，得到了双曲函数形式的本征动力学方程，经模型检验证明是适宜的，可以用于工业反应过程模拟。     

ZSM—5沸石催化剂的失活历程和活性稳定性

研究了ZSM－5分子筛催化剂上苯／乙烯烷基化制乙苯反应体系的结焦失活历程,结果表明,失活历程经历了搞水平活性稳定期,活性衰退期和低水平活性稳定期3个阶段,通过考察失活催化剂的孔结构及酸性质,分析了失活机理,认为采用降低强酸活性位和晶粒表面活性位这两种手段来改性催化剂,都有利于改善催化剂的活性稳定性。     

水蒸气处理对HZSM—5沸石结构,酸性和催化活性的影响

用ＮＭＲ－ＩＲ，ＸＲＤ和ＮＨ３－ＴＰＤ研究了水蒸气处理温度５００、５２０、５３０、５５０、５８５℃对ＨＺＳＭ－５沸石脱铝、酸性和结构的影响，并用乙苯歧化和乙苯乙醇烷基化反应表征了催化活性。试验结果表明，５００℃水蒸气处理开始脱铝，处理温度增高酸量减小。５３０℃以后，Ｂ酸量变化渐小。水蒸气处理后ＨＺＳＭ－５沸石由正交晶系转变为单斜晶系。歧化和烷基化反应活性与酸量和Ｂ酸量有较好的一致关系。     

甲苯—甲醇在MFI型沸石催化剂上的烷基化反应

用ＮＨ３－ＴＰＤ法测定了快速结晶法合成的Ｇａ－、Ｆｅ－、Ｃｏ－、Ｎｉ－、Ｚｎ－ＭＦＩ型沸石催化剂的酸性，考察了甲苯－甲醇在这些催化剂上的烷基化反应性能。结果表明，用不同的金属元素取代沸石骨架上的铝，可以有效地调节沸石的酸性。     

苯与稀乙烯在FX-02催化剂上的烷基化

研究了以β沸石为酸性成份的ＦＸ－０２催化剂上苯与稀乙烯的烷基化反应过程。在ＦＸ－０２催化剂上,苯与稀乙烯可在较温和的条件下顺利进行烷基化反应。适宜的反应条件为：反应温度１５０～１８０℃,反应压力０８～１．３ＭＰａ,苯的质量空速１ｈ－１,ｎ苯／ｎ乙烯＝６～８。并进行了催化剂的寿命试验,经过１０６２ｈ反应后,催化剂的活性和选择性没有发生变化,乙烯的吸收利用率＞９５％。ＩＲ、ＸＲＤ及酸性测定等方法对寿命试验前后催化剂结构和酸性变化的表征表明,催化剂的结构及酸性质无明显改变,预示该催化剂具有良好的工业应用前景。     

HZSM—12沸石上甲苯,丙烯烷基化反应的研究

研究了HZSM-12沸石上甲苯、丙烯反应的产物分布及其影响因素。实验结果表明,在反应体系中同时存在烷基化反应、异构化反应以及歧化、裂解等副反应。催化剂的结构、酸中心特性以及反应条件对产物组成的分布都有明显的影响。在实验条件下产物分布为:对异丙基甲苯29.8～34.3%,间异丙烯甲苯58.0～65.4%,邻异丙基甲苯4.3～7.7%。该组成接近于反应温度下的热力学平衡组成。HZSM-12的失活是由于在强B 酸中心上生成积炭母体,并逐渐长大堵塞孔道所致。