含分子筛重整催化剂反应性能研究

对含有ZSM-5沸石的重整催化剂的催化性能进行了研究。结果表明,ZSM-5催化剂具有比常规重整催化剂更高的芳构化活性,并且产物中苯和二甲苯的含量较高,对二甲苯的含量高于其热力学平衡含量。当锌的质量分数为3.0%时,表现出更好的催化性能,铂的增加对重芳烃的产生具有明显的抑制作用。     

负载型铜铈催化剂选择性氧化富氢气体中CO的催化性能

CO选择性氧化法是去除重整气中少量CO的有效方法。对采用共沉淀法和浸渍法制备含铜和铈的催化剂进行了比较。结果表明,负载型铜铈催化剂的最佳催化温度明显低于非负载型铜铈催化剂。用浸渍法制得的Cu-Ce/ZSM-5催化剂在180℃能将CO含量降到5×10~(-6)。考察了CO_2和H_2O对催化剂催化性能的影响,Cu-Ce/ZSM-5在最佳催化温度下具有一定的耐CO_2和H_2O能力。对Cu-Ce/ZSM-5的稳定性进行了初步考察。     

ZSM-5在选择性催化还原脱硝中的应用研究综述

ZSM-5作为一种广泛关注的脱硝催化剂,成为国内外研究的重点;介绍了ZSM-5催化剂的结构、性能,并对其在选择性催化还原脱硝中ZSM-5型催化剂的合成、结构、催化性能、改性及其应用进行了介绍,重点介绍了几种以ZSM-5为载体的分子筛催化剂在选择性催化还原(SCR)脱硝中的研究状况;指出了实际应用中ZSM-5还需解决的问题。     

分子筛重整催化剂研究进展

催化重整是芳烃的主要来源,但目前所用的重整催化剂存在对直链烷烃选择性差、生产过程中需不断补氯的缺点,国内外纷纷转向分子筛重整催化剂的研究。本文概述了国内外ZSM-5重整催化剂、载铂丝光沸石、β沸石以及L型分子筛重整催化剂的研究进展,详细分析了各种分子筛重整催化剂的优缺点。着重对ZSM-5和L型分子筛重整催化剂的反应性能和芳构化反应机理进行了系统概述,并对分子筛重整催化剂的发展趋势进行了探讨。指出分子筛重整催化剂代替传统重整催化剂是重整领域发展的必然趋势,结合失活机理对分子筛进行合理改性,提高催化剂的稳定性是分子筛重整催化剂发展的关键。另外,还应开发新型分子筛用于重整催化剂中,从而加快分子筛重整催化剂的工业化进程。     

负载型钌催化剂Ru/ZSM-5低温催化氧化甲苯的研究

以ZSM-5分子筛为载体,采用浸渍法制备了钌基催化剂Ru/ZSM-5,研究了催化剂在不同浓度及空速条件下对甲苯的催化氧化性能,探讨了催化剂的稳定性及其对CO2的选择性。结果表明,催化剂具有良好的稳定性及CO_2选择性,空速和浓度增大会使催化剂的催化活性降低。实验条件下,Ru/ZSM-5催化氧化甲苯的最低T_(90)值为161℃,并且催化剂在较大的空速范围内对甲苯具有优越的低温催化氧化性能。     

焙烧条件对Fe-Mo/ZSM-5催化剂上NO选择性催化还原性能的影响

采用共浸渍法制备了m(Fe):m(Mo)=1的Fe-Mo/ZSM-5催化剂,并对其在不同焙烧条件所得样品上NO选择性催化还原反应活性进行了测试。结果表明,焙烧条件对Fe-Mo/ZSM-5催化性能影响明显,600℃焙烧6 h的样品在低温范围具有较好的催化性能,随着焙烧时间或焙烧温度的增加,其NOx转化率依次向高温方向移动,在800℃焙烧后的样品催化活性明显下降。采用XRD和BET对Fe-Mo/ZSM-5样品的体相结构和表面性能进行了研究。结果表明,不同焙烧条件下Fe-Mo/ZSM-5催化剂的晶胞参数和比表面积产生了差别,特别是焙烧温度达到800℃时,其比表面积显著减小,这可能是导致Fe-Mo/ZSM-5催化性能突然下降的主要原因。焙烧过程中残留在的表面含氮物种对Fe-Mo/ZSM-5催化剂上NO选择性催化还原反应活性影响较大。     

高岭土附晶ZSM-5分子筛的合成及对正丁烷催化裂解性能

以高岭土微球为基体,在水热体系中成功地附晶生长了ZSM-5分子筛,并采用XRD、SEM、NH3-TPD和BET等测试手段对催化剂进行表征,考察高岭土附晶ZSM-5分子筛和对比催化剂在固定床微反装置上催化裂解正丁烷性能.结果表明,实验合成的高岭土附晶ZSM-5分子筛催化剂在正丁烷的催化裂解中具有更高的乙烯选择性,乙烯选择...     

改性对ZSM-5分子筛芳构化性能的影响

ZSM-5分子筛由于具有独特的择形性、良好的水热稳定性、耐酸和抗积碳性能,因而被广泛应用于芳构化过程。综述了国内外对ZSM-5分子筛芳构化催化剂的改性方法。Zn的加入不仅能促进低碳烃的芳构化反应,而且能增强催化剂的抗积碳性能。随着磷的引入,液体收率增加,芳烃含量增加。Ga离子交换改性的ZSM-5对低碳烃类的芳构化有明显的催化作用。P—Zn／HZSM-5催化剂不仅表现出较高的初活性,而且具有良好的稳定性。经水热处理的ZSM-5分子筛具有良好的芳构化稳定性。纳米HZSM-5沸石催化剂具有很强的烃类转化能力,烃类通过芳构化、异构化和烷基化等反应转化为高辛烷值的异构烷烃和芳烃。     

PZSM-5分子筛催化剂用于烯烃催化裂解的研究

以固定流化床研究了不同磷含量改性的ZSM-5分子筛对混合₄烯烃催化裂解性能的影响,并以适当磷含量的催化剂进行了工艺条件试验。试验表明,磷与ZSM-5分子筛骨架中的羟基发生了化学作用,改善了催化剂的催化性能及水热稳定性;高负荷、高水比及适当增加磷的负载量,可以抑制烯烃裂解的氢转移反应,有利于提高丙烯选择性。     

无模板ZSM-5改性及其催化甲苯-乙醇烷基化制备对甲乙苯的研究

选用无模板法合成的ZSM-5为催化剂母体，对其进行浸渍法改性，研究其在固定床上催化甲苯-乙醇烷基化合成对甲乙苯的性能。考察了Si、P、Mg单组分改性无模板ZSM-5所得催化剂的反应性能，研究了Si、P、Mg多组分复合改性所得催化剂的烷基化反应性能，并结合相关表征进行了分析讨论。结果表明，在甲苯-乙醇烷基化反应中，采用的无模板合成的ZSM-5催化剂具有与商业有模板合成的ZSM-5催化剂相当的反应性能；Si、P、Mg多组分联合改性的催化剂可以获得高对位选择性甲乙苯产品，8Si-9P-6Mg/HZSM-5催化剂具有很好地择形催化效果，其乙醇转化率为100%,甲苯转化率可达9%以上，对甲乙苯选择性高达99%以上。     

模板法调控多级孔ZSM-5催化褐煤挥发分制备轻质芳烃的研究

在相同的水热合成条件下,以氧化炭黑为硬模板和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为软模板,经一步结晶法分别制得了一系列以晶内介孔为主和以无定形介孔为主的多级孔ZSM-5分子筛。通过采用次氯酸钠、双氧水和硝酸来氧化改性商业炭黑,以增加其亲水性及分散性,进而促进了ZSM-5在晶化过程中分子筛前体与炭粒之间的相互作用。重点阐述了不同碳源和CTAB对合成的多级孔ZSM-5物化结构特性的影响,并将该催化剂用于褐煤热解挥发分催化重整制备轻质芳烃的反应中。结果表明,成功构筑的孔径均一的微-介孔梯度的ZSM-5在催化重整褐煤热解挥发分提质过程中有效地解决了催化剂的扩散传质问题,抑制了催化剂失活。引入硝酸氧化改性炭黑晶化合成的ZSM-5分子筛在褐煤热解挥发分的催化重整反应中表现出了很好的催化性能,其中轻质芳烃含量达到27.0 mg/g,选择性为81.7%。此外,在氢气气氛下,该催化剂能够有效降低积炭的碳含量。     

An investigation of the mechanism of the selective catalytic reduction of NO on various metal/ZSM-5 catalysts: reactions of H2/NO mixtures

Several metal/ZSM-5 catalysts (Pt, Rh, Co and Cu/ZSM-5) were studied for the reduction of nitric oxide by a reducing agent which does not contain carbon, such as H₂, in the absence of oxygen. It has been found that these catalysts are very active towards the above reaction with H₂ even at relatively low temperatures, with a reactivity in the order: Pt/ZSM-5>Rh/ZSM 5>Co/ZSM-5>Cu/ZSM-5. Between the above catalysts Co/ZSM-5 was the most selective to nitrogen with a formation of ammonia much lower than that observed on Pt/ZSM-5, Rh/ZSM-5 and Cu/ZSM-5 even at higher hydrogen partial pressures. A comparison between hydrogen, methane and ethane as the reducing agent has been made. In all cases the catalytic activity is higher using hydrogen rather than ethane or methane, the latter being the least active reductant. All data are consistent with a simple redox mechanism of NO reduction, and exclude the participation of carbonaceous deposits or carbon-containing species in the reaction mechanism.     

Exploring suitable ZSM-5/MCM-41 zeolites for catalytic cracking of n-dodecane: Effect of initial particle size and Si/Al ratio

In this study, various ZSM-5/MCM-41 micro/mesoporous zeolite composites have been prepared by alkalidesilication and surfactant-directed recrystallization of ZSM-5. The effects of particle size and Si/Al ratio of initial ZSM-5 zeolites on the structure and catalytic performance of ZSM-5/MCM-41 composites are studied. The results of XRD, TEM N₂-adsorption-desorption, NH₃-TPD and in situ FT-IR revealed that ordered hexagonal MCM-41 mesopores with 3-4 nm pore size were formed around ZSM-5 crystals, and the specific surface area and mesopore volume of composites increased with increasing the Si/Al ratio of initial ZSM-5. Catalytic cracking of n-dodecane (550 ℃, 4 MPa) showed that the ZSM-5/MCM-41 composites obtained from the high Si/Al ratio and nano-sized initial ZSM-5 zeolites exhibited superior catalytic performance, with the improvement higher than 87% in the catalytic activities and 21% in the deactivation rate compared with untreated zeolites. This could be ascribed to their suitable pore structure, which enhanced the diffusion of reactant molecules in pores of catalysts.     

Ultrasound-assisted synthesis of nanosized hierarchical ZSM-5 and its catalytic performance as the support for heteropolyacid

Nanosized hierarchical micro-mesoporous ZSM-5 material has been successful synthesized using the double templating approach performed by a two-step crystallization process. The synthesis route involved static hydrothermal aging and ultrasonic-assisted aging. It was established that ZSM-5 synthesized under appropriate ultrasound stimulation possessed larger cumulative pore volume and smaller crystal size than that of samples synthesized without ultrasound stimulation. A serious of micro-mesoporous ZSM-5 supported HPW catalysts with various acid loadings were prepared by the impregnation method. The catalytic performances were investigated in the alkylation of o-xylene with styrene. Alkylation results showed that HPW/micro-mesoporous ZSM-5 exhibited better activities than that of HPW/microporous ZSM-5 catalyst. HPW-20/micro-mesoporous ZSM-5 catalyst had the best catalytic performances in terms of yield and stability, which can be attributed to its maximum medium strong acid amount and its smaller particle size which is favorable for fast diffusion of products.     

全结晶ZSM-5分子筛催化剂研究及工业应用

制备了全结晶ZSM-5分子筛催化剂,采用XRD、SEM、N2物理吸附-脱附及NH3-TPD等对催化剂进行表征,并考察其用于碳四烯烃催化裂解制丙烯(OCC)反应的催化性能。结果表明,制备的全结晶ZSM-5分子筛催化剂比常规成型的催化剂具有更高的结晶度、更大的比表面积、更丰富的孔结构以及更多的活性中心。高空速有利于反应的进行,提高压力对反应不利,升高温度有利于提高产物丙烯收率。在实验室研究的基础上,将全结晶ZSM-5分子筛催化剂用于OCC工业装置,取得良好的应用效果。     

不同硅铝比ZSM-5分子筛催化剂一步法甲醇制汽油

分别使用硅铝比为26、38、60和90的ZSM-5分子筛原粉制备4种催化剂ZSM-5-26、ZSM-5-38、ZSM-5-60和ZSM-5-90,用于一步法甲醇制汽油实验,并对催化剂进行XRD、IR、BET和NH3-TPD表征。利用100 m L微反固定床实验装置,在反应温度380℃、系统压力2.0 MPa和空速1.0 h-1条件下,考察4种催化剂一步法合成汽油过程的甲醇转化率、产物分布和产品组成等性质。结果表明,ZSM-5-60分子筛催化剂性能相对较好,拥有32.2%较为理想的汽油收率和产物组成。     

ZSM-22分子筛催化甲苯甲醇烷基化反应的研究

通过浸渍法对ZSM-22分子筛进行SiO₂和La₂O₃改性,制备了一系列催化剂。采用固定床微型连续流反应器对催化剂的反应性能进行了评价。考察了ZSM-22、SiO₂和La₂O₃改性ZSM-22对甲苯甲醇烷基化反应性能的影响。实验发现,ZSM-22催化甲苯甲醇烷基化反应的产物中,对二甲苯的选择性远高于间位和邻位异构体的选择性,而改性后的催化剂上目标产物对二甲苯的选择性得到提高,但反应活性下降。随SiO₂和La₂O₃负载量的增加,甲苯的转化率逐渐降低,对二甲苯选择性逐渐提高,其中,以La₂O₃改性后对二甲苯选择性提高较明显。SiO₂和La₂O₃复合改性后,甲苯的转化率高于La₂O₃单独改性的结果,而对二甲苯选择性与La₂O₃单独改性结果相近,并且,二甲苯的选择性略有提高。     

不同载体成型的ZSM-5催化剂上甲醇芳构化反应性能

以ZSM-5分子筛为活性组分,采用不同的氧化物载体挤条制备催化剂,并对催化剂的甲醇芳构化反应性能进行评价。采用X射线衍射、氨程序升温脱附和N₂低温吸附-脱附等方法对催化剂进行表征。结果表明,添加氧化物载体后,催化剂的芳构化反应性能明显提高,催化剂芳构化反应性能与其酸性质有着密切联系,Zn/La-ZSM-5(Al₂O₃)催化剂的芳构化反应性能较好,主要归因于催化剂具有适宜的酸分布和孔结构。在反应压力0.1 MPa、空速0.8 h^-1、反应温度437 ℃和反应时间240 min条件下,轻质芳烃收率为42.36%.