Mo/HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯

以HZSM-5分子筛为载体、采用等体积浸渍法制备了不同Mo负载量的Mo/HZSM-5催化剂,采用BET,XRD,NH3-TPD,H2-TPR,TG等方法考察了Mo负载量对催化剂的结构、表面酸性和还原性的影响,并与催化剂的乙醇脱水反应活性和稳定性进行了关联。实验结果表明,随Mo负载量的增加,催化剂的比表面积和孔体积逐渐减小、总酸量减少、中强酸量逐渐增加。Mo负载量为5.0%(w)的Mo/HZSM-5催化剂(MHZ-5.0)的中强酸量较多,催化活性最佳;Mo负载量为10.0%(w)的Mo/HZSM-5催化剂中部分Mo抽提了骨架铝,破坏了分子筛骨架结构,催化活性下降。在反应温度250℃、重时空速3.0 h-1、0.1 MPa、MHZ-5.0催化剂6 g、50%(w)乙醇溶液进料的条件下反应200 h后,乙醇转化率和乙烯选择性仍维持在97%以上,远高于HZSM-5分子筛原粉,说明Mo的添加不仅提高了催化剂的活性还有效延长了催化剂的使用寿命。     

MnO/SAPO-34催化乙醇脱水制乙烯

采用浸渍法制备了负载MnO的SAPO-34分子筛(MnO/SAPO-34)催化剂,在固定床反应器中对催化剂的乙醇脱水制乙烯的催化性能进行了评价,采用低温N2吸附-脱附、XRD、NH3-TPD和H2-TPR等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明,负载适量MnO不会破坏SAPO-34分子筛的骨架结构,但对表面酸性及酸量产生了一定的影响,降低了SAPO-34分子筛上弱酸与强酸的酸量,有利于提高催化剂的乙醇脱水性能;当MnO负载量为1.29%(w)时,在反应温度300℃、乙醇重时空速3.16 h-1的条件下,乙醇转化率和乙烯选择性分别可以达到99.99%和99.74%。     

改性分子筛催化C4+混合烃制低碳烯烃的性能研究

甲醇制烯烃过程中会副产大量C₄₊混合烃。利用副产C₄₊混合烃来高效生产乙烯和丙烯,提升乙烯和丙烯产率,成为煤制烯烃行业一个重要的研究方向。采用水热法合成了纳米级的HZSM-5分子筛,并在此基础上分别制备了P改性的HZSM-5分子筛催化剂(P/HZSM-5)和P-Mg复合改性的HZSM-5分子筛催化剂(P-Mg/HZSM-5)。采用XRD、SEM和N₂吸/脱附等手段对分子筛和相应催化剂进行了表征,并在小型固定床反应器上分别进行了分子筛和分子筛催化剂催化C₄₊混合烃制低碳烯烃的催化性能测试。结果表明,在温度为520℃、压力为0.2 MPa、水蒸气空速为1000 h^-1和原料混合气体积空速为100 h^-1的条件下反应8 h,P-Mg/HZSM-5的乙烯和丙烯产率可达到46.2%,综合性能最优(乙烯选择性为28.6%,丙烯选择性为60.8%)。     

Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化乙醇脱水制乙烯

采用浸渍法制备了一系列不同Fe_2O_3负载量的Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂,考察了它们在乙醇脱水制乙烯反应中的催化性能,通过XRD、BET和NH_3-TPD等手段对催化剂进行了表征,并对Fe_2O_3负载量、反应温度、乙醇含量和液态空速等工艺条件进行了优化。实验结果表明,Fe_2O_3可较好地分散在γ-Al_2O_3载体上,Fe_2O_3的引入使催化剂的孔体积和孔径都有所增大,表面酸量、酸密度和强度分布发生明显变化。Fe_2O_3负载量为0.5%的Fe_2O_3/γ-Al_2O_3催化剂的表面总酸量和酸密度最大,尤其是中强酸含量最多,其催化乙醇脱水制乙烯的性能最佳。以Fe_2O_3负载量为0.5%的Fe_2O_3/γ-Al_2O_3为催化剂,在反应温度380℃、原料乙醇质量分数92.4%、液态空速1.2h~(-1)的反应条件下,乙烯收率可达98.5%。     

Co改性Mo/HZSM-5催化剂的甲烷无氧芳构化催化性能研究

以Mo/HZSM-5（硅铝比38）为基础,分别添加第二活性组分Mg,Ni,Cr,Cu,Zn,Co,采用共浸渍法制备了一系列的二元催化剂,考察这些催化剂对甲烷无氧芳构化过程的催化性能,结果表明,在Mo/HZSM-5催化剂中添加Co可提高其对甲烷无氧芳构化过程的催化活性。进一步研究了不同Co负载量的二元催化剂对甲烷无氧芳构化过程的催化性能,并采用XRD,NH3-TPD,TG-DTA等手段对催化剂进行表征,结果表明： 催化剂中添加Co后能够提高苯的生成速率;添加0.7 %（w）的Co时制备的6%Mo-0.7%Co/HZSM-5催化剂中Co与Mo具有良好的协同作用,与6% Mo/HZSM-5催化剂相比,不但减缓了积炭的生成,提高了催化剂的稳定性,而且提高了催化剂的催化活性,苯收率提高2%~5%;催化剂中添加Co后,酸强度及酸量得到明显改善,弱酸量与强酸量比例适中,Co化合物与Mo化合物能够均匀分散在分子筛表面,从而可提高催化剂的催化活性。     

V-P/HZSM-5催化生物乙醇流化床脱水制乙烯的研究

以浸渍法制备的V-P/HZSM-5为催化剂,在自行设计的流化床反应装置上评价了其催化生物乙醇脱水制乙烯的性能,考察了生物乙醇杂质对其使用寿命的影响,并探讨了催化剂的再生性能.结果表明,V-P/HZSM-5在反应原料流速0.1 ml/min、反应温度220℃、催化剂用量3 g的条件下,可使乙醇转化率和乙烯选择性均在90%以上,且该催化剂表现出良好的催化稳定性和再生性能.     

HZSM-5催化剂在烃类催化裂解制低碳烯烃中的应用研究进展

HZSM-5分子筛是目前较适宜的催化裂解催化剂,但它的微孔特性限制了反应物或产物的高效扩散传质,导致催化效率下降;且HZSM-5分子筛酸分布不均匀,使生成的小分子产物乙烯和丙烯在强酸性位点继续发生聚合-脱氢-环化-芳构化-结焦等副反应,进而生成积碳引起催化剂失活。因此,对HZSM-5分子筛的酸性质或结构进行改性是提高催化裂解反应中低碳烯烃收率和催化剂稳定性的关键。从催化裂解反应机理、HZSM-5分子筛酸性质和结构调控、复合分子筛制备、双功能催化剂构建等方面详细总结了烃类(C₄～C₈)催化裂解制低碳烯烃的研究进展,旨在为构建催化裂解性能更优异的HZSM-5催化剂提供指导。     

铌改性Y型分子筛催化烷基化反应脱除芳烃中烯烃的研究

在催化法脱除芳烃中微量烯烃的反应中,使用五氧化二铌(Nb2O5)和氢氧化铌(Nb(OH)5)改性的Y型分子筛催化剂,提高芳烃侧链烷基化反应的催化活性.Nb2O5的最佳添加量为10%,Nb(OH)5的最佳添加量为5%.用磷酸处理含铌分子筛催化剂,可进一步提高分子筛的活性和寿命,用1.0 mol/L的磷酸处理效果最好.经磷酸处理后含5%Nb(OH)5的催化剂,烯烃最高转化率达63%,寿命达12 h.     

改性方法对HZSM-5分子筛孔结构、酸性质及乙醇脱水制乙烯催化性能的影响

对商用HZSM-5分子筛采用高温热处理、水蒸气处理及碱处理改性,制备了具有介孔结构的改性HZSM-5分子筛。采用X射线衍射、等离子体元素分析、扫描电镜、N2吸附-脱附、氨-程序升温脱附等方法对改性前后的分子筛进行表征,考察了高温热处理、水蒸气处理和碱处理3种改性方法对HZSM-5分子筛孔结构、酸性的影响,并考察了改性催化剂乙醇脱水制乙烯催化性能。结果表明,3种改性方法在保持HZSM-5分子筛微孔结构的同时,都形成了一定量的介孔,制备了不同方法的改性HZSM-5分子筛。高温热处理、水蒸气处理及碱处理3种改性方法发生了不同程度的骨架脱Al和脱Si,影响了分子筛表面酸量及酸强度,尤其是强酸量。分子筛孔结构以及表面酸性质的调变提高了HZSM-5分子筛的催化稳定性。     

铌改性沸石分子筛烷基化反应的研究

在催化法脱除芳烃中微量烯烃的反应中，使用五氧化二铌（Nb2O5）和氢氧化铌（Nb(OH)5）改性的沸石分子筛催化剂，能提高芳烃侧链烷基化反应的催化活性。Nb2O5的最佳添加量为10%，Nb(OH)5的最佳添加量为5%。用磷酸处理含铌分子筛催化剂，可进一步提高分子筛的活性和寿命，用1mol/L的磷酸处理效果最好。经磷酸处理后含5% Nb(OH)5的催化剂，烯烃最高转化率达63%，寿命达12 h。     

乙醇催化氨化合成2-甲基吡啶和4-甲基吡啶

通过对HZSM-5分子筛进行金属修饰制得一系列催化剂,考察了该系列催化剂对乙醇催化氨化合成2-甲基吡啶和4-甲基吡啶的性能,其中Pb6-Fe0.5-Co0.5/ZSM-5(n(Si)∶n(Al)=200)催化剂的活性最高。同时考察了反应温度、n(氨气)∶n(乙醇)和停留时间对合成反应的影响。实验结果表明,在Pb6-Fe0.5-Co0.5/ZSM-5(n(Si)∶n(Al)=200)催化剂作用下,乙醇催化氨化反应的适宜条件为:催化剂用量30mL、0.1MPa、450℃、n(氨气)∶n(乙醇)=6∶1、停留时间19.2s;在此条件下,乙醇转化率达100.0%,2-甲基吡啶和4-甲基吡啶的总收率达到29.0%。催化剂稳定性实验结果表明,反应进行16h后,2-甲基吡啶和4-甲基吡啶的总收率仍可达23.6%。采用空气氧化法再生催化剂可部分恢复催化剂的活性,反应过程中部分催化剂活性组分被还原和生成积碳是导致催化剂活性下降的原因。     

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。     

无黏结剂HZSM-5沸石催化稀乙醇脱水制乙烯

分别以低硅有黏结剂HZSM-5沸石(硅铝比约30)与无黏结剂HZSM-5沸石为催化剂,考察了它们在稀乙醇脱水制乙烯(ETE)反应中的催化性能。实验结果表明,后者具有较高的活性,且在反应温度低于260℃时,乙烯选择性和收率较高。对比了3种不同骨架硅铝比的无黏结剂HZSM-5沸石催化剂(Z435,Z92,Z31,骨架硅铝比分别为435,92,31)在ETE反应中的催化性能,发现随骨架硅铝比的增加,催化剂的活性降低。分别以HCl溶液、水蒸气及水蒸气-HCl溶液相结合处理的方法对Z31催化剂进行改性,以调节其吸附性质及表面酸量,并对比了不同方法改性的Z31催化剂的活性,发现水蒸气-HCl溶液相结合处理的Z31催化剂的活性最高,在235℃时乙醇转化率达到99.0%,乙烯选择性及收率分别达到98.0%和97.0%。     

碳五烯烃转化制丙烯和乙烯

用氧化硅作载体,以分子筛为活性组分制备催化剂。考察了反应条件对不同硅铝比的分子筛制备的催化剂对碳五烯烃转化制丙烯和乙烯的活性和稳定性的影响。实验结果表明,在500℃、0.2M Pa、V(水)∶V(油)=0.6、原料空速3h-1的条件下,用高硅铝比(n(S iO2)∶n(A l2O3)=200)分子筛制备的催化剂的活性和选择性比用低硅铝比(n(S iO2)∶n(A l2O3)=50)分子筛制备的催化剂的活性和反应选择性好。在连续240h反应中,碳五烯烃转化率大于80%,丙烯产率大于31%,乙烯产率大于7%。     

添加剂对乙醇制乙烯沸石催化剂的影响

为了降低乙醇脱水制乙烯的HZSM-5催化剂的成本,考察了加入不同的添加剂(拟薄水铝石、高岭土、A组分)对HZSM-5催化剂性能的影响。结果发现,加入A组分的HZSM-5催化剂有较高的活性和稳定性,并提高了其机械强度。     

沉积法和外延生长法制备SiO2/ZSM-5催化甲苯甲基化性能

为提高甲苯甲基化催化剂的对二甲苯选择性,分别采用化学气相沉积(CVD)法、化学液相沉积(CLD) 法放大制备了SiO₂表面沉积型SiO₂/ZSM-5催化剂,采用外延生长(EPG)法制备了核壳型SiO₂/ZSM-5催化剂。采用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、低温N₂物理吸附-脱附(BET)、扫描电镜(SEM)、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)、热重(TG)等分析方法对催化剂的组成、晶相结构、比表面积、酸性和积炭等进行系统表征。结果表明：当SiO₂沉积质量分数为9.48%时,CVD法制备的SiO₂/ZSM-5催化剂上对二甲苯选择性最高达到85%,继续增加SiO₂沉积量,对二甲苯选择性逐渐降低;CLD法制备的SiO₂/ZSM-5催化剂上对二甲苯选择性最高达到91%;EPG法制备的核壳结构SiO₂/ZSM-5催化剂上的对二甲苯选择性最高接近98%。甲苯甲基化反应200 h后,CVD法、CLD法和EPG法制备的SiO₂/ZSM-5催化剂上的积炭量依次为3.24%、5.22%和6.29%。由此可见：在相同SiO₂含量(w(SiO₂)约为6%或9%或12%)条件下,就提高对二甲苯选择性而言,EPG法制备的SiO₂/ZSM-5催化剂最优,CLD法稍好于CVD法;此外,SiO₂/ZSM-5催化剂的容炭能力由高到低的顺序依次为EPG法、CLD法、CVD法。     

异丁烷脱氢裂解制低碳烯烃

以异丁烷为原料,在固定床微反实验装置上考察了其在Cr2O3/Al2O3脱氢催化剂和HZSM-5催化剂组成的混合催化剂上脱氢裂解反应的情况。研究发现：两种催化剂在反应器中的分布状态以及Cr2O3/Al2O3催化剂的装填量都会对反应结果产生很大的影响,当两者均匀混合、Cr2O3/Al2O3催化剂的添加量为20%时,裂解反应效果最佳,转化率达到80.99%,三烯总收率为50.26%,其中乙烯、丙烯和丁烯的收率分别为12.42%,24.41%,13.43%;相比于单纯的HZSM-5催化剂,转化率提高了21.22百分点,三烯的选择性提高了2.57百分点。此外,反应过程中采用异丁烷和惰性稀释气（N2）混合进料时,反应效果更佳,而且随稀释比增大,优势更明显。     

不同HZSM-5催化剂上苯与乙醇的烷基化反应

 以正丁胺为模板剂、水玻璃为硅源、硫酸铝为铝源,采用水热晶化法合成出酸性和晶粒大小不同的ZSM-5分子筛,通过XRD、BET、SEM、NH3-TPD和Py-IR方法对催化剂进行了表征,并在连续流动固定床反应器上对其进行了苯与乙醇烷基化反应性能评价。结果表明,ZSM-5催化剂的酸性质是影响苯与乙醇烷基化反应中苯转化率和乙苯选择性的重要因素,晶粒大小在一定程度上对乙苯的选择性有影响。酸性弱、酸量少的小晶粒ZSM-5分子筛乙苯选择性和苯的转化率能同时达到最优。考察了操作条件对催化性能较好的小晶粒HZSM-5分子筛上苯与乙醇烷基化反应苯的转化率和乙苯选择性的影响,得到该催化剂的最佳反应条件：反应温度380 ℃,苯/醇摩尔比3 ~ 5,质量空速3 ~ 5 h-1。