Pt基催化剂上正十四烷的加氢异构反应性能

采用常规水热法合成了SAPO-11,ZSM-22,ZSM-23,β分子筛,并负载Pt制备了Pt/SAPO-11,Pt/ZSM-22,Pt/ZSM-23,Pt/β加氢催化剂;采用XRD、SEM、N2吸附-脱附、NH3-TPD和吡啶吸附FTIR表征了4种催化剂的结构和酸性;以正十四烷为模型化合物,采用固定床反应器研究了4种催化剂对正十四烷加氢异构反应的催化性能。实验结果表明,正十四烷加氢异构反应遵循孔口-锁钥机理和β断裂机理,催化剂的活性和选择性主要取决于催化剂的结构、酸量、酸强度及其分布,不同催化剂上正十四烷加氢异构反应活性按下列顺序递减:Pt/βPt/ZSM-23Pt/ZSM-22Pt/SAPO-11;较弱的酸性和较小的孔径更有利于正构烷烃的加氢异构化反应,减少了二次裂化反应。     

梯度孔SAPO-11分子筛的合成及Pt/SAPO-11催化剂的加氢异构化性能

以薄水铝石、硅溶胶和磷酸为原料,正二丙胺为有机模板剂,癸二胺或二甲基十八烷基［3 三甲氧基硅丙基］氯化铵为软模板剂,采用水热法合成出梯度孔SAPO-11分子筛。采用X射线衍射、BET物理吸附、扫描电子显微镜、吡啶吸附红外等手段对SAPO 11分子筛载体进行了表征。以正十四烷作为模型化合物,在高压微型反应装置上评价了由上述SAPO-11载体制备的Pt/SAPO-11催化剂上的加氢异构性能。结果表明,在相同的反应条件下,以梯度孔SAPO 11为载体制备的Pt/SAPO-11催化剂的异构化活性和单支链异构体选择性比常规SAPO-11为载体的催化剂有明显提高。     

正十六烷在Pt/SAPO-11上的临氢异构反应

制备了Pt/SAPO-11双功能催化剂,采用XRD、NH_3吸附-脱附等分析方法对制备的催化剂进行表征,对正十六烷在Pt/SAPO-11双功能催化剂上的临氢异构反应进行了研究,考察了氢分压、反应温度、氢烃体积比和液态空速等反应条件对催化剂性能的影响,探讨了催化剂的焙烧温度和还原温度对催化剂性能的影响。表征结果显示,Pt/SAPO-11双功能催化剂的孔结构对性能影响较小,而催化剂的弱酸性有利于异构选择性。实验结果表明,氢分压高对于烷烃临氢异构反应活性有不利的影响,而反应温度的选择需兼顾异构活性及选择性,氢烃体积比对反应无明显影响;催化剂的焙烧温度、还原温度对催化剂的活性和异构选择性有较大影响,在适当的温度范围内制备的催化剂有较好的活性和选择性。     

NiMo/SAPO-11加氢脱氧/异构双功能催化剂的制备及性能

利用水热法合成了SAPO-11分子筛,并以其为载体制备了Ni Mo/SAPO-11催化剂,采用XRD,NH_3-TPD,Py-FTIR等手段对制备的SAPO-11分子筛和Ni Mo/SAPO-11催化剂进行表征,考察了硅铝比和合成介质对SAPO-11分子筛性质及Ni Mo/SAPO-11催化性能的影响。表征结果显示,适当增加硅铝比,SAPO-11分子筛的晶粒尺寸减小、介孔增多,提高了SAPO-11的酸量和中强B酸量;在醇-水两相介质中合成的SAPO-11分子筛表面形貌较规整、结晶度较高、比表面积较大,其B酸量(特别是中强B酸)明显增加,且异丙醇-水两相介质的作用效果优于乙醇-水两相介质。实验结果表明,以在异丙醇-水两相介质中合成的SAPO-11分子筛制备的Ni Mo/SAPO-11催化剂具有较优的加氢脱氧/异构性能。     

复合分子筛催化剂在正十六烷临氢异构化反应中协同作用的研究

选用SAPO-11分子筛和不同硅铝比的β分子筛,制备了一系列单一分子筛和复合分子筛催化剂。以正十六烷为模型化合物,对催化剂的异构化反应活性和选择性进行对比。结果表明,将硅铝比为700的β分子筛与SAPO-11复合后,复合分子筛催化剂的多支链异构烃收率明显增加,并且随着反应温度的升高,异构烃收率仍可以保持在较高的水平。BET,XRD,NH3-TPD及吡啶吸附的红外光谱表征结果表明,复合分子筛中两分子筛酸性的相对强弱影响协同作用的发挥。     

酸处理的SAPO-11分子筛用于费托合成产物的转化

采用HCl溶液对SAPO-11分子筛进行酸处理,并以改性后的分子筛为载体制备了Pt/SAPO-11催化剂.采用SEM、XRD、NH3-TPD和N2物理吸附等手段对该催化剂进行了表征,并考察了它在费托合成产物的转化反应中的催化性能.结果表明,酸处理使部分Al物种脱离骨架结构,B酸中心的数量有所下降.改性后的分子筛的外表面积有所增加,并且产生了一些中孔,改善了催化剂的传质性能,可减少二次裂化反应.在费托合成产物的转化反应中表现出很好的催化性能,异构产物的选择性明显提高.     

温和反应下的费托蜡加氢裂化反应性能

采用等体积浸渍法,通过加入异构助剂SAPO-11分子筛制备了Ni/W-SAPO-11/USY/Al_2O_3加氢裂化催化剂(SDH),利用XRD、NH_3-TPD、Py-IR和N_2吸附-脱附等方法对催化剂进行了表征。表征结果显示,SDH含有较丰富的介孔孔道结构,介孔比表面积为总比表面积的68.0%,以弱酸位和中强酸位为主。通过费托蜡加氢裂化反应对催化剂性能进行了评价。实验结果表明,SDH的催化过程较温和,温度操作窗口宽,床层温升较低。重质蜡转化率约为96%时,SDH的轻质燃料油选择性为94.41%。SDH加氢裂化对汽油组分具有较高的选择性,汽油组分和柴油组分的异构烷烃含量分别达到71.39%和52.57%。费托蜡加氢裂化主要经历裂化、加氢、异构化过程,SDH的催化过程遵循碳正离子反应机理,高加氢活性、富含介孔孔道结构、适宜的酸性质或将会是费托蜡高效转化催化剂的主要研究方向。     

Pt/SAPO-11和Pt/SAPO-31催化剂对长链烷烃的加氢异构性能

以SAPO-11和SAPO-31分子筛为载体,负载Pt金属,制备出Pt/SAPO-11和Pt/SAPO-31加氢异构脱蜡催化剂。以正十二烷(n-C12)作为模型化合物,以预精制后的200SN酮苯脱蜡油为实际原料,考察了2种催化剂的加氢异构化性能。结果表明,以n-C12为原料,在达到最高异构体收率时,Pt/SAPO-31催化剂的反应温度较Pt/SAPO-11催化剂低30℃,异构体收率较Pt/SAPO-11催化剂高19.7%;以预精制200SN酮苯脱蜡油为原料时,在反应条件相同和产品性质相当的情况下,Pt/SAPO-31+工业催化剂组合催化剂获得的中质基础油收率为82.03%,比Pt/SAPO-11+工业催化剂组合催化剂高2.4百分点。     

Pt/MeAPSO-11在正十二烷临氢异构化反应中的催化性能

采用水热法合成了Mg、Mn和Ni取代的不同Si含量的SAPO-11分子筛,并采用XRD、XRF、SEM、NH3-TPD和TG/DTG手段进行了表征.担载Pt后,采用H2化学吸附法测定了Pt的金属性质,并测定了Pt/MeAPSO-11在正十二烷临氢异构化反应中的催化性能.结果表明,Mg、Mn和Ni引入SAPO-11分子筛的骨架,产生了新的酸性位,提高了SAPO-11分子筛的酸性.含不同金属原子的SAPO-11的酸性强弱顺序为MgAPSO-11＞MnAPSO-11＞NiAPSO-11＞SAPO-11.在正十二烷临氢异构化反应中,Pt/MeAPSO-11表现出较高的活性和异构化选择性,但受MeAPSO-11的酸性和Pt的脱氢/加氢性能的作用,当Si含量较低时,各催化剂的活性顺序为Pt/MgAPSO-11＞Pt/NiAPSO-11＞Pt/SAPO-11＞Pt/MnAPSO-11;当Si含量较高时,其活性顺序为Pt/SAPO-11＞Pt/NiAPSO-11≈Pt/MgAPSO-11＞Pt/MnAPSO-11.     

模板剂和助剂对Pt/MOR催化剂临氢异构性能的影响

在分别以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、复合聚乙二醇20000(PEG20000)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂合成的梯级孔MOR分子筛上负载Pt制备了Pt/MOR催化剂,并用分步浸渍法在所得催化剂上分别引入第二金属组分Ni和Cr;采用XRD、N_2吸附-脱附、CO脉冲化学吸附、H_2-TPR、NH3-TPD和Py-IR等技术对所得样品进行了表征。结果表明:复合模板剂的添加有效地引入了介孔,所得MOR的介孔比表面积占总比表面积的比例从36.4%增加到54.2%介孔体积占总孔体积的比例从52.9%增加到76.5%,平均孔径从2.1nm增加到3.9nm;Ni或Cr的引入明显增加了催化剂的总酸量和L酸量,显著改善了金属Pt的分散度,且Cr的作用效果优于Ni。在引入1%Cr的Pt/MOR催化剂上,正辛烷临氢异构的转化率可达59.3%,其异构产物选择性可达94.9%。     

晶种硅烷化合成的小粒径SAPO-11分子筛的表征及其临氢异构化催化性能评价

采用正丙基三乙氧基硅烷（Pr-TES）对SAPO-11分子筛晶种进行有机硅烷化,于环己烷-正丁醇体系合成出小粒径SAPO-11分子筛（H-SAPO-11-S）。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、N2吸附-脱附、吡啶吸附红外光谱等表征方法研究H-SAPO-11-S的物化性质,并与常规法合成的H-SAPO-11-N进行对比,结果表明：Pr-TES晶种硅烷化可以合成出纯相的SAPO-11分子筛,平均粒径由常规法合成的8.0 μm减小到1.0 μm;与H-SAPO-11-N相比,H-SAPO-11-S具有更高的外比表面积、孔体积与中强B酸含量。进一步评价了催化剂对正十六烷临氢异构化反应的催化活性,结果表明,与Pt/H-SAPO-11-N相比,Pt/H-SAPO-11-S具有更高的异构化活性与异构体选择性。     

正庚烷在Ni2P/SAPO-11催化剂上的加氢异构化反应性能

采用次磷酸镍过量浸渍-分解法制备了Ni2P/SAPO-11催化剂,通过低温N2吸附-脱附、XRD、HRTEM等分析手段对催化剂进行了表征。以正庚烷为原料,在固定床微反装置上考察了反应条件、Ni2P负载量对正庚烷异构化反应性能的影响,并与Pt/SAPO-11催化剂进行了对比。结果表明：Ni2P/SAPO-11催化剂具有与Pt基催化剂相当的异构化选择性,但异构化活性和芳构化选择性较低;Ni最佳负载量（w）为4%,优化的反应条件为：反应温度400 ℃、压力0.5 MPa、氢烃体积比500、体积空速1 h-1,在此条件下正庚烷的转化率为73.0%,异构化选择性为90%。     

MOR@SAPO-11复合分子筛的合成及Pt/MOR@SAPO-11催化剂的加氢异构化性能

采用硅铝源法制备具有核壳结构的复合分子筛MOR@SAPO-11。利用XRD、SEM、N2物理吸附 脱附曲线、NH3-TPD和Py-FTIR等手段对MOR@SAPO-11复合分子筛的晶体结构、分子筛形貌和酸性质进行表征。结果表明,采用硅铝源法制备的复合分子筛MOR@SAPO-11呈现以丝光沸石为核,SAPO-11为壳的核壳结构。相比于单一分子筛MOR、SAPO-11和机械混合物MOR+ SAPO-11,MOR@SAPO-11复合分子筛具有更适宜的酸性和较高的B酸分布。这说明MOR@SAPO-11复合分子筛发生了协同作用,通过物理或者化学作用紧密相连,改善了自身的酸性。在相同的反应条件下,以硅铝源法制备的复合分子筛MOR@ SAPO-11为载体的Pt催化剂异构化活性和异构烃选择性比以单一分子筛和机械混合分子筛为载体的Pt催化剂有明显提高。     

分子筛孔结构和酸性对正癸烷加氢裂化反应性能的影响

采用XRD,BET,NH3-TPD方法对不同孔结构的Beta、ZSM-5分子筛和两种不同介孔体积的Y 型分子筛Y1、Y2进行表征,以正癸烷为模型化合物考察四种分子筛制备的加氢裂化催化剂的反应性能。结果表明,Beta分子筛的活性和异构选择性最高,Y型分子筛次之,ZSM-5分子筛的活性和异构选择性最低。对于Y 型分子筛,介孔体积较大的Y2分子筛的异构癸烷选择性较高。在Beta和Y型分子筛上,正癸烷主要按照三支链叔碳正离子β-裂化机理生成较多的支链产物;在ZSM-5分子筛上,正癸烷主要按照单支链仲碳正离子β-裂化机理生成较多的直链产物。     

长链烷烃和双环烷烃混合原料加氢异构规律的研究——工艺条件的影响

将正十六烷和十氢萘按85∶15的质量比配成混合原料,以负载Pt的氢型TON结构分子筛作为催化剂,考察温度、压力、液时空速和氢/油体积比对于混合原料中链烷烃和环烷烃加氢异构转化活性和产物分布组成的影响。结果表明,混合原料中的十氢萘在异构体系中的反应活性很低,高温、低压下脱氢生成四氢萘,液时空速、氢/油体积比对十氢萘的转化几乎没有影响。对于混合原料中的正十六烷,低压有利于提高其转化率和异构烃的选择性,但相近转化率下,压力不改变单支链异构烃收率分布。低液时空速可以提高正构烷烃的转化率,但不改变产物分布。实验范围内,氢/油体积比的变化对正构烷烃的临氢转化几乎没有影响。     

晶种硅烷化合成小粒径SAPO-11分子筛表征及其临氢异构化催化性能评价

采用正丙基三乙氧基硅烷(Pr-TES)对SAPO-11分子筛晶种进行有机硅烷化,于环己烷-正丁醇体系合成出小粒径SAPO-11分子筛(H-SAPO-11-S)。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、N2吸附-脱附、吡啶吸附红外光谱等表征方法研究H-SAPO-11-S的物化性质,并与常规法合成的H-SAPO-11-N进行对比,结果表明:Pr-TES晶种硅烷化可以合成出纯相的SAPO-11分子筛,平均粒径由常规法合成的8.0μm减小到1.0μm;与H-SAPO-11-N相比,H-SAPO-11-S具有更高的外比表面积、孔体积与中强B酸含量。进一步评价了催化剂对正十六烷临氢异构化反应的催化活性,结果表明,与Pt?H-SAPO-11-N相比,Pt?H-SAPO-11-S具有更高的异构化活性与异构体选择性。     

硅源和铝源种类对SAPO-31分子筛物化性质及其催化正癸烷加氢异构化反应性能的影响

分别以硅气溶胶和硅溶胶为硅源,以异丙醇铝和拟薄水铝石为铝源,在水热体系中制备了一系列SAPO-31分子筛,并利用XRD、XRF、SEM、N₂物理吸附、NH₃-TPD、Py-IR等手段对其进行了表征,考察了硅源和铝源种类对SAPO-31分子筛结构和酸性的影响,并对分子筛样品负载Pd制备的Pd/SAPO-31双功能催化剂进行了正癸烷加氢异构化反应催化性能评价。结果表明,以硅溶胶为硅源、拟薄水铝石为铝源所制备的SAPO-31分子筛具有较大的比表面积和微孔孔体积,由其制备的Pd/SAPO-31催化剂在正癸烷加氢异构化反应中表现出更为优异的催化性能,正癸烷转化率为90.0%时,异癸烷选择性可达90.3%。     

稀土改性SAPO-11分子筛及其异构化性能

采用过量溶液浸渍法,以硝酸镧为改性剂,对SAPO-11分子筛进行了稀土改性。结果表明:与未改性SAPO-11分子筛相比,改性后La/SAPO-11分子筛颗粒完整,具有较高的结晶度,介孔比表面积和介孔孔体积均增加,水热稳定性明显改善;在分子筛加入质量分数为6%的条件下,与ZSM-5分子筛相比,在La/SAPO-11（负载La质量分数为4%）分子筛制备的催化裂化（FCC）催化剂生产的产物中,汽油收率（质量分数,下同）与轻质油收率分别提高了0.34,0.24个百分点,汽油研究法辛烷值增加了0.5个单位;由该分子筛制备的FCC催化剂催化性能提高,异构化性能明显增强。     

Pt/H-SSZ-32催化正十六烷加氢异构性能研究

为研究十元环一维直孔道SSZ-32分子筛对长直链烷烃加氢异构制备润滑油基础油的性能,制备了H-SSZ-32分子筛负载Pt催化剂(Pt/H-SSZ-32),考察了反应温度、反应压力、重时空速、氢油比对Pt/H-SSZ-32催化正十六烷加氢异构性能的影响。并通过正交实验对各因素的影响规律进行了深入分析,确定了Pt/H-SSZ-32催化正十六烷加氢异构的适宜工艺条件。实验结果表明,反应温度不应过低和过高,在保证较高转化率的前提下,应避免反应物在高温下裂解;氢油比应控制在合适的范围;最优的反应压力必须根据不同的反应条件来选择。正交实验分析表明影响异构收率因素的先后顺序为：反应温度>氢油比>反应压力>重时空速。Pt/H-SSZ-32催化正十六烷异构反应的最优工艺条件为280℃、4 MPa、1 h^-1,氢油比600。     

模板剂和助剂对Pt/MOR催化剂临氢异构催化性能的影响

在分别以十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、复合聚乙二醇20000（PEG20000）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂合成的梯级孔MOR分子筛上负载Pt制备了Pt/MOR催化剂,并用分步浸渍法在所得催化剂上分别引入第二金属组分Ni和Cr;采用XRD、N2吸附-脱附、CO脉冲化学吸附、H2-TPR、NH3-TPD和Py-IR等技术对所得样品进行了表征。结果表明：复合模板剂的添加有效地引入了介孔,所得MOR的介孔表面积和介孔体积分别从36.4%和52.9%增加到54.2%和76.5%,平均孔径从2.1 nm增加到3.9 nm;Ni或Cr的引入明显增加了催化剂的总酸量和L酸量,显著改善了金属Pt的分散度,且Cr的作用效果优于Ni。在引入1% Cr的Pt/MOR催化剂上,正辛烷临氢异构的转化率可达59.3%,其异构产物选择性可达94.9%。