十氢萘在HY和Beta分子筛上加氢开环的研究

采用高温高压反应釜研究了十氢萘在低硅铝比HY分子筛[n(Si)/n(Al)=3.2]、Beta分子筛n(Si)/n(Al)=9.7]和双功能催化剂Pt-HY、Pt-Beta上的加氢开环反应,考察了分子筛孔道结构及酸性质、贵金属Pt及反应温度等因素对十氢萘转化率和产物选择性的影响。结果表明,十氢萘在Beta分子筛上的转化率较高,且有大量脱氢缩合产物（DHC）生成。Pt引入HY和Beta分子筛后,初始反应速率升高,十氢萘转化率增加,C₁₀产物中开环异构比增大,Beta分子筛上的脱氢缩合反应得到抑制。反应温度升高可以提高十氢萘在HY分子筛上的转化率,使得C₁₀产物选择性下降,而开环异构比（ROP/Iso）增大。     

十氢萘选择性加氢开环反应的研究进展

日益严峻的环境问题导致清洁柴油的标准越来越高,而柴油中含量较高的十氢萘等饱和双环化合物的十六烷值低,燃烧性能差,可以对其进行选择性加氢开环反应--即将十氢萘转化为单环烷烃或链烷烃的同时尽量减少反应物分子的碳数损失,以提高油品燃烧性质。首先阐述了十氢萘加氢开环反应机理,并提出B酸位对十氢萘加氢开环反应至关重要,进而介绍了十氢萘开环反应的分子筛载体,并提出Y型分子筛是合适载体,接下来,从金属活性位的角度进行评述,并对比了环烷烃在Pt和Ir两种贵金属上典型的吸附模式,最后,对该领域研究前景进行了展望。     

双组分金属类型对四氢萘加氢裂化反应性能的影响

以Beta分子筛为载体,采用等体积浸渍法制备不同双组分金属类型(Ni-Mo、Ni-W和Co-Mo)加氢裂化催化剂,利用XRD、BET、NH3-TPD、Py-IR和H2-TPR等对催化剂进行表征。在固定床连续加氢反应器上考察催化剂对四氢萘加氢裂化性能的影响,结果表明,催化剂CAT-a(Ni-Mo/Beta)有较适宜的比表面积和孔体积,酸量和酸强度最大,四氢萘转化率和BTX选择性最高。以Ni-Mo/Beta催化剂为研究对象,考察不同金属负载量对催化剂物化性质及四氢萘反应性能的影响,结果表明,Beta分子筛载体上金属负载质量分数18%的催化剂最适宜四氢萘加氢裂化多产BTX类物质。     

反应条件对萘饱和加氢的影响

在固定床反应器中,采用Ni/γ-Al2O3加氢催化剂,考察了反应温度、压力和空速对萘转化率、四氢萘和十氢萘选择性、十氢萘反顺质量比的影响规律,并进一步考察了两种不同构型(反式和顺式)十氢萘产物的选择性生成。结果表明,反式和顺式十氢萘的总选择性可达95%以上,萘的转化率可达100%;较佳工艺条件为:空速0.6～6.0 h-1,反应温度210～250℃,压力不低于5.4 MPa。根据反顺质量比随空速、温度和压力的变化趋势,做了进一步的考察,结果显示,在保持十氢萘总选择性高于97%的前提下,可实现反式与顺式十氢萘各自的高选择性生成,反顺质量比可取得高值8.70和低值0.86。     

相转移合成Beta分子筛及其四氢萘加氢裂化性能

近年来将轻质循环油转化为轻质芳烃的工艺路线备受关注,但存在目标产物收率低的难题.制备具有强扩散性能、适度酸性的介孔纳米Beta分子筛可以有效改善其催化性能.为此提出了一种在甲苯和水两相体系中结合水热法并借助生长修饰剂合成Beta分子筛的新策略.结果表明:与常规相转移方法相比,新方法产物颗粒较小且堆积孔更加丰富,具有更多...     

分子筛负载铂催化剂上四氢萘加氢裂解反应行为

四氢萘是多环芳烃加氢转化的产物或者中间体,其加氢裂解行为和规律的研究在重芳烃转化和脱除领域有着重要的意义。采用等体积浸渍法制备得到了氧化铝负载贵金属(Pt,Ir和Pd)催化剂和酸性分子筛(MOR和ZSM-5)负载铂双功能催化剂,考察了它们催化四氢萘加氢裂解的反应行为。氧化铝为载体时金属催化剂表面主要发生加氢及脱氢反应,其中金属Pt表现出最高的加氢和脱氢活性。双功能催化剂上四氢萘发生加氢裂化、异构化、氢转移及烷基化等复杂反应,金属Pt通过氢溢流作用提高了分子筛Br?nsted酸活性从而提高催化剂加氢裂解活性和选择性,但过量金属Pt会加剧苯环加氢而不利于单环芳烃的生成。分子筛孔道的限域作用对四氢萘的反应活性及产物分布有重要影响,相比Pt/ZSM-5催化剂,Pt/MOR表现出更高的裂解活性及异构化选择性。Pt/MOR催化剂上四氢萘加氢裂解主要通过异构-裂解路径进行,异构化活性及异构体构型决定了裂解活性及产物的分布。     

柠檬酸复合改性对多环芳烃选择性开环铂/Beta催化剂性能的影响

通过水热处理、柠檬酸处理及其复合处理对Beta分子筛进行后改性,并以改性后的载体制得铂/Beta催化剂。采用X射线衍射（XRD）、X射线荧光光谱仪（XRF）、程序升温脱附（NH₃-TPD）、红外吡啶吸附（Py-IR）、骨架铝核磁共振技术（²⁷Al MAS NMR）及骨架硅核磁共振技术（²⁹Si MAS NMR）等表征了改性前后Beta分子筛的物化性质,并考察了改性前后铂/Beta的多环芳烃选择性开环性能。结果表明,Beta分子筛在柠檬酸处理过程中可同时发生络合脱铝与骨架补铝,实现骨架铝的再分布;Beta分子筛在水热处理过程中优先脱除稳定性相对较低的Si（2 Al）处骨架铝,产生骨架缺陷的同时生成一定比例的二次介孔结构;水热-柠檬酸复合处理影响Beta分子筛骨架补铝及骨架铝再分布的效果,水热处理后Beta分子筛中存在更多的骨架缺陷,促进活性Al（OH）₂⁺物种的骨架补铝作用。当Beta分子筛采用水热-柠檬酸复合处理顺序时,骨架补铝及骨架铝再分布效果显著,样品以中强酸为主,且具有较高的B酸量与L酸量的比值,所制备催化剂的多环芳烃选择性开环活性及稳定性最优。     

Beta分子筛改性对催化苯和乙烯烷基化反应的影响

苯和乙烯烷基化反应是重要的乙苯生产途径,Beta分子筛是该过程的重要催化剂。苯和乙烯烷基化反应是一个酸中心催化过程,因此Beta分子筛的表面酸性与催化反应性能之间有密切联系。对工业Beta分子筛进行浸Mg、高温水蒸汽处理和高温焙烧等改性处理,考察改性方法对Beta分子筛酸性及催化苯和乙烯烷基化性能的影响,结果表明,浸Mg改性能增加分子筛总酸量,但酸强度降低,导致催化活性降低,苯和乙烯烷基化反应主要发生在分子筛强酸中心;高温水蒸汽处理后,分子筛酸强度分布基本不变,但总酸量降低,导致乙烯转化率降低;高温焙烧处理导致分子筛结晶度下降,催化活性下降。     

多级孔分子筛对四氢萘加氢生产轻质芳烃的影响

以多级孔Y分子筛为酸性组分,四硫代钼酸铵为金属前驱物,采用孔饱和浸渍法制备预硫化型催化剂,采用XRD、BET、TEM、NH3-TPD和Py-IR等分析方法表征分子筛结构性质。以四氢萘为模型化合物,在高压加氢微反装置上考察多级孔Y分子筛对四氢萘选择性加氢裂化性能的影响。结果表明,与参比分子筛相比,介孔比例高、介孔孔径尺寸适宜、介孔集中度高和酸性适中的多级孔Y型分子筛能够强化四氢萘转化及提高C_6~C_(10)和C_6~C_8单环芳烃收率;介孔孔径尺寸过大或介孔集中度低会提高重产物收率。实验条件下,C_6~C_(10)和C_6~C_8单环芳烃收率分别可达41.5%和24.0%。     

酸处理ZSM-5分子筛对甲醇芳构化反应的影响

利用酒石酸、草酸和EDTA-2Na对ZSM-5分子筛进行酸处理,并采用NH3-TPD、N2吸附-脱附、XRD、SEM、IR等表征方法对催化剂结构和酸性进行表征。在酸处理前后的ZSM-5分子筛上进行甲醇芳构化反应,考察酸处理对ZSM-5分子筛催化性能的影响。结果表明,ZSM-5分子筛经酸处理后,催化剂孔体积和表面积增加,强酸量减少,芳烃的选择性增加。相比未处理的ZSM-5分子筛,E-ZSM-5分子筛的总芳烃收率由24. 64%提升至49. 23%,BTX收率由19. 6%提升至34. 09%,表现出良好的催化性能。     

固定床法氢化萘合成十氢萘工艺研究

选用自制的镍铝加氢催化剂,在固定床加氢反应器中对氢化萘合成十氢萘的工艺进行了研究,确定了适宜的反应条件：反应温度180～200℃,反应压力6～8MPa,液时体积空速0．8～1．0mL/ (mL·h)。在此条件下,原料萘的转化率达96%以上,产物十氢萘的选择性达94%以上。     

Pt/USY催化剂上四氢萘选择性开环反应

通过USY分子筛载体上负载Pt制备Pt/USY催化剂,考察Pt/USY催化剂对四氢萘选择性开环反应的影响。结果表明,USY分子筛载体负载Pt后,四氢萘转化率提高,且明显改善开环的选择性。通过工艺条件的研究,得知在空速为2 h^-1、氢油体积比为750∶1、反应压力为4 MPa和反应温度为280℃时,Pt_0.4/USY催化剂性能最好,四氢萘转化率大于99%,C₁₀产物收率大于94%,开环选择性高于38%。     

ZSM-5/USY/Beta分子筛催化剂对四氢萘加氢裂化制备BTEX的性能研究

分别采用ZSM-5、USY、Beta 3种分子筛通过等体积浸渍法制备了Ni Mo/ZSM-5、Ni Mo/USY、Ni Mo/Beta 3种催化剂,分别标记为cat-1、cat-2、cat-3。利用XRD、NH3-TPD、SEM对催化剂进行表征分析,在固定床反应器上以四氢萘作为模型化合物,研究其加氢裂化制备BTEX的催化性能,考察了四氢萘加氢裂化的工艺条件,并探讨了加氢裂化机理。结果表明,Beta分子筛制备的催化剂cat-3金属组分颗粒大小均匀,呈现出高度分散的状态,并且酸量适中。在反应温度为400℃、氢油比为600、反应压力为4MPa、2h-1空速的最佳反应条件下,与cat-1、cat-2相比,cat-3具有最佳的四氢萘转化率和BTEX选择性,分别高达95%和70%左右。     

磷改性USY分子筛催化剂上四氢萘选择性开环反应性能

通过P改性对USY分子筛酸量进行调节,考察酸量对四氢萘选择性开环反应的影响。结果表明,P改性后USY分子筛弱酸量增加,中强酸略增,强酸基本不变,P_(0.5)-USY分子筛弱酸量增加有利于四氢萘生成不饱和开环产物。负载贵金属Pt后,Pt_(0.4)/P_(0.5)-USY催化剂上四氢萘转化率99.37%,开环选择性40.79%,贵金属Pt的引入对结焦前驱体的生成有抑制作用。     

四氢萘在Ni-Mo-W加氢改质催化剂中反应网络研究

利用Ni-Mo-W复合氧化物和分子筛混合制备出非负载改质催化剂,通过四氢萘在该研制催化剂上的产物分布推断出四氢萘加氢开环的反应路径。结果表明,四氢萘加氢开环反应是单分子和双分子反应共存的复杂反应。单分子反应为主要反应,能够生成理想的开环产物丁基环己烷、丁基苯、丁基环己烯。双分子反应则生成大于10个碳原子的重组分,是聚合积碳的主要反应路径。     

以Beta分子筛为酸性组分的柴油加氢改质催化剂

以Beta分子筛为酸性组分,共浸渍法制备Ni-Mo-P/Beta-Al₂O₃系列催化柴油加氢改质催化剂。采用BET、Py-IR和XRD等对催化剂进行分析,并在100 mL固定床加氢反应器上进行催化剂的加氢改质活性评价,考察Beta分子筛的加入对催化剂物化性质和加氢改质反应活性的影响。结果表明,添加Beta分子筛后,催化剂的比表面积显著增大,酸性增强,多钼酸盐的分布更加均匀;Ni-Mo-P/Beta-Al₂O₃系列催化剂表现出较好的加氢改质反应活性,可以在大幅度降低油品密度和硫氮杂质含量的同时,大幅度提高油品的十六烷值,并维持较高的柴油收率。     

金属改性对多环芳烃选择性开环Pt/Beta催化剂性能的影响

以离子交换法对Beta分子筛进行Mg、Ce、Ga金属改性,并制得不同金属改性的Pt/Beta催化剂。本文采用XRD、XRF、NH₃-TPD、Py-IR、H₂-O₂、TEM、H₂-TPR、H₂-TPD及XPS等手段表征了改性前后样品的物化性质,并考察了改性前后样品的多环芳烃选择性开环性能。结果表明,改性金属对B酸中心的取代效应和对L酸中心的补偿效应,可显著调控分子筛酸性位的类型与强度。改性金属可增强金属-载体强相互作用（SMSI）,一方面促进贵金属铂的分散,提高铂纳米颗粒的热稳定性;另一方面产生铂纳米颗粒向载体的电子偏移或离域,影响H₂在铂纳米颗粒上的活化与脱附。此外,金属Ga可以选择性毒化铂纳米颗粒的活性位。改性金属显著影响Pt/Beta催化剂转化甲基萘的活性、稳定性及轻芳烃选择性,金属Ga、Ce改性可显著提高催化剂的稳定性,Ga改性催化剂的轻芳烃选择性最优。     

不同有机模板剂对合成Beta分子筛的影响研究

Beta沸石分子筛是一种在化工领域应用较为广泛的催化材料。目前制备出的Beta沸石分子筛的粒径大多数是微米级,纳米级的制备研究相对薄弱。针对于此,采用单模板剂(TEAOH)或添加第二模板剂,主要有聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素钠(CMC)以及三乙醇胺(TEOA)来制备纳米级Beta沸石分子筛,探索一条适合工业大规模生产的简单可行的制备路径。     

改性Beta（Na）型分子筛对异丙醇苯酚烷基化反应的影响

本文研究了用Beta（Na）型分子筛及用Na2O、磷钨酸改性后的Beta（Na）型分子筛作催化剂对苯酚异丙醇烷基化反应的影响。采用NH3-TPD、X射线衍射对催化剂晶相和表面酸性进行表征。实验结果表明：用Na2O改性后催化剂基本失活,而用磷钨酸改性后转化率可达68.3165%,邻异丙基苯酚选择性可达59.9167%。     

赖氨酸辅助合成β分子筛及其催化四氢萘加氢裂化性能

为了减少β分子筛晶格缺陷,强化其酸性和稳定性,在工业合成体系中使用少量L-赖氨酸辅助β分子筛晶化,并对所合成的样品进行X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、场发射扫描电镜(FESEM)、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)、吡啶红外(Py-IR)和氮气吸附脱附表征。结果表明：使用L-赖氨酸辅助合成β分子筛可有效提高β分子筛产物的相对结晶度、硅铝物质的量之比和微孔比表面积,并改变晶粒形貌。NH₃-TPD和Py-IR表征结果显示,L-赖氨酸辅助合成的Hβ分子筛较常规Hβ分子筛具有更高的酸强度和更大的中强酸、强酸酸量。将其制备成双功能催化剂并用于催化四氢萘的加氢裂化反应,L-赖氨酸辅助合成β分子筛基催化剂表现出优异的催化活性和稳定性,这主要归因于β分子筛的中强酸、强酸性质、热和水热稳定性以及十二元环孔道体系得到改善。