水热处理和硅烷化对ZnO/HZSM-5催化直馏汽油芳构化性能的影响

对纳米HZSM-5分子筛进行水热处理并采用正硅酸乙酯对其改性后制备Si/HZSM-5催化剂,在此基础上采用硝酸锌等体积浸渍法改性制备Si-ZnO/HZSM-5催化剂。以直馏汽油为原料,考察水热处理温度以及硅烷化程度对ZnO/HZSM-5催化剂芳构化性能的影响。结果表明,随着水热处理温度的升高,芳构化稳定性先增高后降低,说明适宜的水热处理温度有利于催化剂在直馏汽油芳构化中保持良好的活性和稳定性。硅烷化可进一步改善催化剂的芳构化稳定性,降低催化剂积炭量,但当SiO2质量分数超过12%后,由于催化剂孔口缩小,导致催化剂芳构化性能明显下降。     

ZnNi/HZSM-5催化剂上混合C4烃的芳构化反应

考察了ZnNi/HZSM-5催化剂制备方法和反应条件对混合C4烃芳构化反应的影响，并探讨了反应机理，结果表明：（1）在ZnNi/HZSM-5催化剂制备过程中，采用先浸渍Zn^2 后浸渍Ni^2 的方法可以获得性能好的催化剂；（2）混合C4烃在ZnNi/HZSM-5上的芳构化反应有最佳温度范围，在该温度范围内可以获得高的BTX的收率及选择性；（3）低的质量空速有利于芳构化反应，空速长高会因催化剂结焦而使BTX的收率及选择性下降；（4）在优化的反应温度520－540℃，质量空速1．0h^-1，以及常压非临氢的条件下连续反应6h，芳烃收率平均值为45％－56％，BTX收率达40％－46％，液态烃中芳烃含量达97％－99％。     

分子筛水热处理对改性HZSM-5催化剂非临氢芳构化性能的影响

采用水热处理前后的HZSM-5分子筛，通过共浸渍法分别制备了Zn、Ga和P改性的2种HZSM-5催化剂，ZnGaP／HZ和ZnGaP／HZ（3h）。采用X射线衍射、N2吸附比表面积测定、氨程序升温脱附、傅立叶红外光谱、热重等方法对样品晶相结构、比表面积、表面酸性和积炭进行表征，并以正庚烷为探针分子，考察了水热处理及反应条件对催化剂非临氢芳构化性能的影响。结果表明，水热处理对HZSM-5分子筛的骨架结构影响不大，但降低了由它制备的催化剂的比表面积、总酸量和酸强度，抑制了催化剂上正庚烷芳构化反应过程的积炭。在压力0．1MPa、温度400℃、质量空速2．0h^-1的反应条件下，HZSM-5分子筛的水热处理降低了催化剂上正庚烷芳构化反应的初始转化率、芳烃选择性和液相产物中的芳烃含量，但提高了液体收率，比分子筛未经水热处理而制备的催化剂具有更好的正庚烷芳构化稳定性。     

水热处理对Zn-P/HZSM-5催化剂芳构化性能的影响

在不同温度下对HZSM-5分子筛进行水热处理并用浸渍法对其进行Zn和P改性,制备了Zn-P/HZSM-5催化剂;以流化催化裂化汽油50~100℃馏分为原料,考察了水热处理温度及水热处理顺序对Zn-P/HZSM-5催化剂芳构化性能的影响。实验结果表明,随水热处理温度的升高,催化剂的初始活性下降,而稳定性则先提高后降低;550℃水热处理后再经Zn和P改性的Zn-P/HZSM-5催化剂表现出较好的芳构化性能,在反应温度410℃、反应压力0.5M Pa、液态空速1.0h-1、反应时间16h的条件下,烯烃转化率、液相产物中芳烃质量分数及液相产物收率分别为90.26%,54.06%,74.62%;先对HZSM-5分子筛进行水热处理再用Zn和P对其改性的Zn-P/HZSM-5催化剂,比先用Zn和P对其改性而后进行水热处理的Zn-P/HZSM-5催化剂的活性和稳定性好。     

Zn-Ga/HZSM-5分子筛芳构化催化剂

以硝酸锌或硝酸镓为改性剂,纳米HZSM-5分子筛为原料,采用浸渍法可制备单(双)金属改性HZSM-5分子筛催化剂(负载Zn,Ga质量分数分别为6.0%,0.1%)。以正丁烷或异丁烷为原料,在反应温度为400～550℃,反应压力为0.8 MPa,质量空速为0.60 h^-1的条件下,研究了不同金属离子负载顺序对所制备催化剂芳构化反应性能的影响。结果表明：在反应温度为550℃的条件下,以异丁烷为研究对象,采用Zn-Ga/HZSM-5分子筛催化剂,转化率达到93.75%,芳烃选择性达到46.54%;以正丁烷为研究对象,选用Ga-Zn/HZSM-5分子筛催化剂,上述各值依次为62.18%,49.52%;与单金属改性HZSM-5分子筛催化剂相比,双金属改性不仅可以提高异丁烷和正丁烷芳构化反应性能,还能够降低干气收率,抑制小分子烃的生成。     

Ga改性HZSM-5的芳构化反应机理研究进展

Ga改性的HZSM-5分子筛整合了金属的脱氢能力,分子筛的酸催化及择型催化作用,是目前最为成熟的轻烃芳构化催化剂。本文以近年来在Ga/HZSM-5芳构化机理方面研究所取得的进展为基础,综述了Ga离子在催化剂制备及芳构化反应中的作用。接着结合机理方面的结论,讨论了Ga/HZSM-5催化剂的制备以及反应条件的影响。     

Cu-Ce/HZSM-5催化剂上的乙醇芳构化反应

以浸渍法制备了Ce/HZSM-5、Cu/HZSM-5、Cu-Ce/HZSM-5系列催化剂,采用XRD、氮气物理吸附和氨气程序升温脱附方法对其进行了表征,并考察了其催化乙醇芳构化性能。结果表明,Ce和Cu的负载降低了HZSM-5分子筛的比表面积,但分子筛保持原有的骨架结构,且强酸量减少、中强酸量和弱酸量增多;先浸渍Ce再浸渍Cu,Ce和Cu的负载量分别为1.2%和5%的HZSM-5催化剂具有最佳的乙醇芳构化催化性能,在反应温度350℃、质量空速1.0h-1条件下,芳烃收率可达67.6%。     

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.     

镍改性HZSM-5催化剂上甲醇芳构化反应性能的研究

采用浸渍法制备Ni改性的HZSM-5催化剂,采用BET,XRD,Py-FTIR,NH3-TPD等分析手段对催化剂进行表征。以纯甲醇为原料,在固定床微反装置上,考察不同Ni负载量改性HZSM-5催化剂对甲醇芳构化（MTA）反应性能的影响。实验结果表明：Ni的引入使催化剂产生了比较稳定的新L酸位;随着Ni负载量的增加,Ni/HZSM-5催化剂的总酸量增加,尤其是弱酸酸量;MTA反应的芳烃总收率随着Ni负载量的增加呈现先减少后增加然后又减少的趋势;Ni的引入可能改变了HZSM-5催化剂上MTA反应的路径,由氢转移芳构化向脱氢芳构化转变;生成的芳烃主要以C7~C9芳烃为主,C6和C10+芳烃相对较少;副产物甲烷和COx收率则随Ni负载量的增加而增加,这可能与Ni促进了甲醇的甲烷化反应有关。     

花生秸秆热解挥发分在HZSM-5负载Ga催化剂上的裂解特性

生物质热解能够将木质纤维素类生物质转化为生物油,但粗油含氧量高、热值低。利用负载Ga的HZSM-5催化剂对生物质热解挥发分进行催化裂解,可以促进生物油的选择性脱氧和芳构化,实现生物油提质。分别采用离子交换法和水热法制备了两种负载Ga的HZSM-5催化剂（Ga-H5-E和Ga-H5-H）,采用两段式固定床反应器进行了花生秸秆热解在线联合热解挥发分催化裂解实验。花生秸秆在反应器下段以10°C/min的加热速率从室温升温至700°C,其间逸出的挥发分通过保持在600°C的上段催化剂层进行催化裂解。结果表明,相比无负载的HZSM-5,Ga-H5-E和Ga-H5-H使BTX（苯、甲苯和二甲苯）产率分别提高了77%和93%,其中甲苯和二甲苯的增加尤为明显。采用热重分析仪、电感耦合等离子发射光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱仪、比表面积分析仪和化学吸附仪等对催化剂进行了表征分析。结果表明,两种Ga负载催化剂的积炭产率显著低于原催化剂（HZSM-5）;Ga负载使催化剂强酸位显著增多,有利于增加脱氧反应的催化活性中心;相比于Ga-H5-E,Ga-H5-H含有容积较大的介孔和较小的平...     

FCC馏分油在MoP/HZSM-5催化剂上临氢芳构化研究

制备了MoP/HZSM-5催化剂，采用XRD进行表征。在反应温度400℃、压力1.0MP、体积空速1.0h-1、氢油比400:1的条件下，在小型固定床反应装置上进行催化裂化汽油中间馏分(50～100℃)的芳构化反应，考查了不同钼质量分数、n(Mo):n(P)的摩尔比和温度对反应的影响。结果表明，钼质量分数及n(Mo):n(P)的摩尔比对反应有明显的影响，适当增加磷含量能提高催化剂性能。MoP/HZSM-5在钼的质量分数为3%、n(Mo):n(P)=1.5，反应温度为400℃时，改性催化剂芳构化活性最佳,液相产品中芳烃质量分数为65.43%,烯烃质量分数为5.42%，液收为61.04%。     

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.     

4-甲基联苯与甲醇择形甲基化合成4,4''''-二甲基联苯 Ⅰ.氧化镁改性的与水热处理的HZSM-5催化

以4 甲基联苯(4 MBP)与甲醇的烷基化为探针反应,在固定床反应器上考察了MgO改性与水热处理的HZSM 5的催化性能。结果表明,MgO改性和水热处理均可显著提高目的产物4,4' 二甲基联苯(4,4' DMBP)的选择性,在MgO改性的HZSM 5上,4,4' DMBP选择性可达80%;在水热处理的HZSM 5上,4,4' DMBP选择性为70%;而在未改性的HZSM 5上仅为13%。水热处理HZSM 5再经HCl处理后,能改善其活性稳定性,反应1000min后4 MBP转化率仍有8%,而4,4' DMBP选择性保持在65%。TPD数据表明,MgO改性和水热处理后,催化剂的酸性均有明显的下降;但氮气低温吸附数据表明,前者的微孔比表面积减小,而后者的中孔比表面积增加。4,4' DMBP与甲醇在催化剂上的反应结果表明,MgO改性抑制了4,4' DMBP的异构化、脱烷基化及进一步烷基化反应;而经水热处理后高的选择性是来源于4,4' DMBP的异构化与脱烷基化反应受到抑制。     

丙烷在Mo/HZSM-5上的芳构化 Ⅰ.催化剂制备条件及反应性能间的关系

采用浸渍法、机械混合法和水热法制备Ｍｏ／ＨＺＳＭ－５分子筛催化剂,考察了Ｍｏ含量、催化剂预处理气氛、在线反应时间及催化剂再生对丙烷芳构化反应的影响。结果采用水热法制备的催化剂能显著提高丙烷转化率和芳烃选择性,在５５０℃、６００ｈ－１条件下,转化率和选择性分别达到８９．７％、７８．６％;该催化剂具有较高的活性稳定性,经２４ｈ反应后,仍能保持较高的芳构化活性。对Ｍｏ含量影响的考察表明,浸渍法和水热法制备的催化剂分别在ｗ（Ｍｏ）＝２％、６％时芳构化活性最高。     

催化裂化汽油馏分在P—Zn／HZSM-5催化剂上的芳构化

以50～100℃的FCC汽油馏分为原料,在连续固定床反应器上考察了工艺条件对P-Zn／HZSM-5催化剂在芳构化反应中性能的影响。结果表明,在反应温度410℃、反应压力0．5MPa、液时空速1．0h^-1的操作条件下,液相产物中的烯烃、异构烷烃和芳烃的含量分别为8．56％,13．07％,73．39％。催化剂P-Zn／HZSM-5具有较好的芳构化降烯烃效果。     

正戊烷芳构化生成丙烷反应路径及其工艺条件

选取3种不同硅/铝摩尔比的HZSM-5分子筛为正戊烷芳构化反应的催化剂,并对硅/铝摩尔比为90的分子筛进行锌改性制备改性催化剂,对几种催化剂进行吡啶-红外表征和NH3程序升温脱附表征,考察了正戊烷在各催化剂上的芳构化反应性能。结果表明：正戊烷主要在催化剂表面B酸中心上发生质子化裂解和氢转移反应生成丙烷,锌改性HZSM-5催化剂表面B酸量减少,不利于提高丙烷收率;在温度为420 ℃、进料质量空速为0.5 h-1、反应压力为0.5 MPa的条件下,正戊烷在硅/铝摩尔比为30的HZSM-5催化剂上反应可以得到57.57%的丙烷和11.95%的芳烃收率。     

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.