烷基化反应沸石催化剂寿命的影响因素

通过对相同催化剂在加速失活和工业操作失活后两个催化剂样品结炭物质的剖析和各种性能的比较，阐明用加速失活实验判断烯烃与苯烷基化催化剂的寿命是可行的。以加速失活实验为手段，讨论了烷基化反应中不同种类沸石、同种沸石的不同改性处理对催化剂烷基化反应寿命的影响。用具体实验数据从工艺过程类型、工艺条件以及不同内构件的催化蒸馏塔对催化剂寿命的影响作了讨论。     

合成异丙苯环境友好固体酸催化剂失活因素分析

本文利用SEM、TEM、FT－IR和TG等基本表征手段对新鲜催化剂和典型的苯丙烯烷基化反应失活和未失活的催化剂进行了表征。SEM表征结果表明,新鲜催化剂和烷基化反应失活后催化剂的表面轮廓结构非常接近,表明失活的催化剂上负载的杂多酸催化组分分散状态类同于新鲜催化剂。TEM表征结果揭示了新鲜催化剂和失活的催化剂上负载的杂多酸均处于超细微粒子状态。TG曲线表明经烷基化反应后的催化剂在高温条件下的失重幅度明显高于新鲜催化剂。FT－IR表征结果说明反应后失活和未朱活催化剂的IR图基本类同于新鲜催化剂的IR光谱图。表明对于制备的固体酸催化剂其失活的主要原因可能是烯烃在催化剂孔道内聚合形成大分子,堵塞了催化剂的孔道,而催化剂的整体结构变化很小。     

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。     

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     

异丁烷/丁烯固体酸烷基化催化剂失活的研究进展

固体酸催化剂在异丁烷/丁烯烷基化领域具有良好的应用前景,但催化剂易失活,寿命较短。综述了固体酸烷基化催化剂的反应-失活过程、积炭前身物组成及结构的分析方法、催化剂的失活方式、积炭前身物的控制手段,以及金属临氢再生的方式。指出开发周期寿命长、抗积炭的固体酸催化剂是今后进一步改进和发展固体酸烷基化技术的研究重点。     

烷烃芳构化Pt/KL催化剂失活与再生的研究

分析表征了失活催化剂的比表面积、孔体积、晶相、积炭量和Pt晶粒粒度,并与新鲜催化剂进行了比较。结果表明,积炭堵塞L分子筛孔道和Pt晶粒聚集长大是催化剂失活的主要原因。同时考察了烧炭温度对催化剂再生性能的影响。结果表明,烧炭可以有效恢复催化剂的比表面积、孔体积和反应性能,并且低温烧炭可减缓Pt晶粒的烧结,有利于催化剂的再生,适宜的烧炭温度为370℃。     

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。     

甲苯与甲醇侧链烷基化合成苯乙烯KX催化剂失活现象的研究

考察了甲苯、甲醇侧链烷基化反应KX催化剂的稳定性及失活现象。并采用XRD、N2物理吸附、DTG、SEM、NH3-TPD、CO2-TPD和ICP等方法对反应前后的催化剂进行了表征。结果表明,反应前后活性位变化和积炭不明显,对催化剂失活影响很小。随着反应时间延长,反应过程中产生大量的水导致分子筛骨架脱铝,晶体结构被严重破坏,这是催化剂失活的主要原因。增强催化剂骨架的水热稳定性是解决催化剂失活问题的关键。     

异丁烷与丁烯烷基化催化剂的历史及研究进展

异构烷烃与低分子烯烃的烷基化反应是石油加工的重要过程之一。本文要领了液体强酸浓硫酸和氢氟酸作为丁烷与丁胺烷基化催化剂的历史及现状,介绍了金属卤化物、分子筛、超强酸和杂多酸等固体酸作为锘化催化剂的研究进展,讨论了以上各类催化剂的主要特点及优缺点;预测了烷基化催化剂研究的发展方向,认为催化剂设计与反应工程结合,开发非定态反应工艺可能是解决固体酸催化剂失活问题的有效途径。     

工艺条件对HZSM-5催化剂噻吩烷基化反应性能的影响

采用碱和柠檬酸依次处理HZSM-5分子筛,制备出具有微孔-介孔多级孔HZSM-5催化剂,记为HZ(AC-0.5),通过X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)等方法对改性前后的催化剂进行表征,并在小型固定床反应器上,考察了工艺条件对催化剂噻吩烷基化反应的影响。结果表明:在反应温度为120℃,反应压力为1.0 MPa,体积空速为1.0 h-1的条件下,HZ(AC-0.5)催化剂的噻吩烷基化转化率最高可达95.6%;催化剂反应重复进行5次后,噻吩的转化率明显下降,说明催化剂已经失活;对失活的催化剂进行高温处理再生后,其噻吩转化率为91.3%,说明高温处理后的再生催化剂依然具有较强活性。     

Hβ-Al2O3烷基化催化剂的失活与再生

采用水热合成晶化法制备了纳米级Hβ分子筛和机械混捏法制备了纳米复合Hβ-Al2O3分子筛烷基化催化剂,采用TG,BET,NH3-TPD, Py-IR等技术对失活的Hβ-Al2O3分子筛催化剂的失活原因进行了分析,考察了失活催化剂的空气再生条件并研究了失活催化剂的烧炭再生动力学。结果表明:积炭堵塞催化剂微孔孔道和覆盖大部分中等强度的L酸中心是催化剂失活的主要原因; 失活催化剂的适宜再生条件为温度450 ℃,空气流量50 mL/min;失活催化剂的烧炭过程可按温度不同分为两段,分别用不同的动力学方程描述。     

分子筛催化剂在异丁烷-丁烯烷基化反应中的构效关系研究进展

固体酸烷基化技术是炼油领域的研究热点,而分子筛则是研究最多的固体酸催化剂。综述了分子筛在烷基化反应中的构效关系研究进展。烷基化反应活性主要受分子筛酸密度、酸类型影响,较高的酸密度有助于提高目标产物收率以及延长催化剂寿命。中强B酸有利于烷基化反应的进行,而强L酸位点的存在不利于烷基化反应,会加速催化剂失活。分子筛孔径大小与孔道连接状况对烷基化反应产物的生成具有择形催化作用。分子水平理性设计和精细调变分子筛催化剂,制备物性更适宜于烷基化反应要求的固体酸是今后研发的重点。     

氧化铝基硫磺回收催化剂表征及失活规律的研究

介绍对氧化铝基硫磺回收催化剂的表征及失活规律的研究结果,用新鲜催化剂(新鲜剂)和使用后的催化剂(使用剂)进行对比。采用BET比表面积测试法考察催化剂的比表面积、孔体积和孔径分布;采用X-射线衍射(XRD)和X-射线光电子能谱(XPS)分析催化剂的物相及组成;采用程序升温脱附(TPD)表征催化剂的表面酸碱性;采用扫描电子显微镜(SEM)观察催化剂的表面形貌,分析了造成氧化铝基硫磺回收催化剂失活的主要因素。结果表明,使用剂的比表面积显著降低,催化剂损失了约50%的微孔并出现少量大孔;使用剂的γ-Al_2O_3衍射峰(即2θ为67.032°和42.611°的峰)有所增强,说明使用过程中催化剂的薄水铝石AlO(OH)晶相有向氧化铝晶相转化的趋势;催化剂失活的主要原因是硫酸盐化和积炭,其中硫酸盐化主要是通过酸与薄水铝石反应损失催化剂的活性相,导致催化剂失活。     

Hβ-Al203烷基化催化剂的失活与再生

采用水热合成晶化法制备了纳米级Hβ分子筛,并用机械混捏法制备了纳米复合Hβ-Al2O3分子筛烷基化催化剂,采用TG,BET,NHa TPD,Py-IR等技术对Hβ-Al2O3分子筛催化剂的失活原因进行了分析,考察了失活催化剂的空气再生条件,并研究了失活催化剂的烧炭再生动力学.结果表明:积炭堵塞催化剂微孔孔道和覆盖大部分中等强度的L酸中心是催化剂失活的主要原因;在失活催化剂5 mL、再生时间6h情况下得到适宜再生条件为温度450℃,空气流量50 mL/min;失活催化剂的烧炭过程可按温度不同分为两段,分别用不同的动力学方程描述.     

乙苯合成催化剂及工艺研究进展

综述了近年来液相法乙苯合成催化剂和工艺的研究进展,主要对不同沸石催化剂的特点、烷基化反应历程、沸石酸性和扩散的影响及催化剂的失活进行了总结,并介绍了催化蒸馏合成乙苯工艺和干气制乙苯的研究现状。     

烷基化装置复合离子液体催化剂失活原因及对策

中国石油化工股份有限公司九江分公司300 kt/a烷基化装置采用了中国石油大学(北京)开发的新型复合离子液体烷基化技术,在装置试运行期间,复合离子液体催化剂因各种原因多次出现失活现象,导致装置连续运行不足一个月时间。经过不断摸索,研究分析催化剂失活前后系统反应温升、循环异丁烷中烯烃含量以及烷基化油产品干点和氯含量等关键指标变化,提出针对原料杂质类别及含量控制、合适反应烷烯比、酸烃比、叔丁基氯和活性剂加入量等导致催化剂失活因素的对策,从而大幅减少了离子液体催化剂失活现象,装置在后半年基本实现了低负荷稳定运行,为复合离子液体烷基化工艺技术发展提供了宝贵生产经验。     

超临界条件对改善催化剂失活状况的研究

苯／乙烯烷基化制乙苯反应为一典型的催化反应过程。在较小的苯／乙烯比的条件下，不论气相法还是液相法反应，催化剂的失活速率都比较。由于超临界流体具有良好的溶解性能和扩散性能，因而当反应处于超临界态下进行时催化剂的失活状况将得到明显的改善。探讨了超临界条件下催化剂失活减缓的原因。     

苯与长链烯烃烷基化固体酸催化反应动力学

 在消除外扩散阻力影响的情况下,进行各种条件下的烷基化固体酸催化反应动力学实验,并分别用4种方法计算了不同条件下烷基化系统的流体密度。通过动力学方程推导和模型参数估值,确定了烷基化反应速率常数及其活化能、有效扩散系数及其活化能、催化剂失活速率常数及其活化能等参数。研究结果表明,所建立的动力学模型具有较高的模拟计算精度,其显著性水平为α=0.01;烷基化反应总体上处于中孔扩散阻力区,Lee-Kesler法是计算所研究反应系统流体密度的较理想方法。随着反应温度的提高,烷基化反应速率常数增大,有效扩散系数降低,催化剂失活速率常数降低,适当提高反应温度有利于提高催化剂的活性稳定性。     

不同类型分子筛催化剂的焦化苯烷基化性能比较

分别以纳米级HZSM-5、微米级HZSM-5、HY、Hβ为催化剂,以焦化苯与乙醇烷基化反应为探针反应,考察其催化性能.结果表明,纳米HZSM-5具有更高的活性和乙苯选择性、较低的失活速率.分子筛催化剂的积炭量随其酸量增强而增加;分子筛催化剂的积炭失活表现出结构相关性,有超笼结构的分子筛失活速率更快.     

乙苯装置催化剂快速失活问题分析与对策

近年来,有些催化裂化干气(催化干气)制乙苯装置陆续出现了烷基化催化剂快速失活的问题,影响了装置的正常生产和炼油厂的经济效益。催化干气来自上游催化裂化装置,经脱硫后送至乙苯装置,其组成中含有氨、有机胺、有机氧化物等杂质,上游装置操作调整和波动将会引起杂质含量变化。烷基化催化剂是酸性催化剂,氨和有机胺会使催化剂快速失活。根据调研分析,引起催化剂失活的主要原因是原料催化干气中携带的氨和有机胺含量超过了催化剂允许的值。根据调研情况提出了平稳操作、原料干气脱液、调整水洗设计等措施来控制进料中氨和有机胺的质量分数不超过5μg/g,防止催化剂快速失活,使烷基化催化剂活性能满足装置长周期稳定运行。