过渡金属改性HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯

分别考察了过渡金属铁、锰和钴改性HZSM-5对乙醇脱水制乙烯的影响,并对催化效果最好的催化剂进行了反应条件的优化.结果表明:Co/HZSM-5的催化性能最好,使用该催化剂在220℃、质量空速2.5 h-1、乙醇体积分数为60%的反应条件下,乙醇的转化率和乙烯的选择性分别高达99.6%和99.3%.     

碱土金属改性HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯的反应研究

考察了碱土金属镁、钙、钡和锶浸渍改性的固体酸性催化剂HZSM-5分子筛在乙醇脱水制乙烯反应中的催化性能,发现锶改性HZSM-5催化效果最佳,然后在此基础上对反应条件进行了优化实验。结果表明0.5%Sr/HZSM-5的催化性能最好,在220℃、质量空速2.5 h-1、乙醇浓度50%的反应条件下,乙醇的转化率为99.3%,乙烯的选择性高达99.3%。     

W03/HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯

采用浸渍法制备了一系列WO3负载量不同的改性HZSM-5分子筛催化剂,考察了ω(WO3)和工艺条件对乙醇脱水反应的影响,并用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)等技术对催化剂进行了表征。结果表明：少量WO3的引入不破坏HZSM-5分子筛的骨架结构,但对表面酸量产生了一定的影响;弱酸量...     

Zn与Mn复合改性HZSM-5催化低浓度乙醇脱水制乙烯

对浸渍法锌锰复合改性HZSM-5分子筛用于催化低浓度乙醇脱水制备乙烯进行了研究. 探讨了改性溶液类型、HZSM-5原粉硅/铝比和改性条件(改性溶液浓度、浸渍时间、浸渍温度、焙烧温度)对Zn/Mn/ZSM-5催化乙醇脱水效果的影响,通过XRD、孔体积与比表面积、微观形貌分析等方法对改性前后的HZSM-5进行了表征. 结果表明,当HZSM-5原粉硅/铝比为25,改性温度为40℃, Zn(NO3)2和MnCl2浓度分别为2%和6%条件下改性1 h,再于550℃焙烧获得的分子筛催化效果最好,乙醇转化率和乙烯选择性分别达到99%和92%以上. 表征结果表明,Zn2+和Mn2+进入了分子筛骨架中,分子筛能很好地保持原有的结构,并且B酸中心量减少,L酸中心量增多,这有利于乙醇催化脱水制乙烯.     

La-HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯

以HZSM-5分子筛改性得到的3%LA-HZSM-5分子筛为催化剂,在小型的固定床反应器中(φ45 mm×600 mm)考察了乙醇浓度、反应温度和液时空速对乙醇脱水制乙烯反应的影响.采用X射线衍射(XRD)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、N2吸附-脱附和热重-差示扫描量热仪(TG-DSC)等手段对3%La-HZSM-5分子筛反应前后催化剂的物性变化进行分析,并考察了催化剂的稳定性.结果表明,该催化剂对乙醇脱水反应具有良好的催化性能,较好的再生性能、强度和稳定性.乙醇脱水反应的合适反应条件为催化剂180 g,乙醇质量浓度50%,液时空速1.1 h-1,反应温度260℃.在此条件下,乙醇转化率和乙烯选择性均高于98%,催化剂单程使用寿命达900 h.     

磷镍复合改性HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯

在离子交换法制备的Ni改性HZSM-5的基础上,采用等体积浸渍法引入不同含量的H3PO4改性,制备了磷镍复合改性的HZSM-5并用于乙醇脱水制乙烯。采用XRD、N2吸附脱附、PyTPD、27Al MAS NMR等表征手段考察了改性对分子筛的影响。结果显示:P添加后促进了骨架铝的脱离,导致强酸量进一步减少,提高了催化剂的使用寿命。活性评价结果表明,以8%磷酸改性的催化剂催化效果最好。然后考察了反应条件对其催化乙醇脱水制乙烯的影响,得到最适宜反应条件为温度260℃、质量空速1.5 h-1、进料乙醇体积分数为50%。在此条件下进行了稳定性测试,50 h内乙醇转化率大于97%,乙烯选择性高于98%,和仅用镍改性相比稳定性显著提高。     

镍改性HZSM-5催化乙醇脱水制备乙烯

在前期研究工作的基础上,通过正交实验对离子交换法制备Ni-HZSM-5的离子交换液浓度、交换温度和交换次数3个因素进行了考察。结果表明:硝酸镍溶液浓度为0.4 mol/L,交换温度为80℃,交换次数为2次时,制备的Ni-HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯的效果最好。其中硝酸镍浓度对乙醇转化率和乙烯选择性的影响都最大。选取了3个催化剂和未改性的HZSM-5分别进行了XRD、BET和Py-TPD表征。最后对最佳条件下制备的Ni-HZSM-5进行了稳定性测试,15 h内乙醇转化率和乙烯选择性保持大于95%,催化性能得到显著提高。     

V-P/HZSM-5催化乙醇流化床脱水制乙烯

分别采用P、V和V-P改性HZSM-5,在自行设计的流化床装置上评价其对乙醇脱水制乙烯的催化性能。采用X射线荧光光谱（XRF）、X射线粉末衍射（XRD）、吡啶吸附红外光谱（Py-IR）、比表面积分析（BET）和X射线光电子能谱（XPS）等手段对催化剂的物化性能进行表征,同时考察了不同催化剂制备条件和催化反应条件等工艺因素对催化剂性能的影响。结果表明,V-P复合改性HZSM-5比P和V单独改性的催化效果好,在P和V原子比为7.5、焙烧温度300 ℃、反应温度220 ℃、乙醇进样流速0.1 mL·min^-1和催化剂用量3.0 g条件下,乙醇的转化率和乙烯的选择性分别高达96.9%和93.5%,具有稳定的初期活性。同时,该催化剂对低浓度乙醇的脱水反应表现出较佳的催化活性。     

碱改性介-微孔HZSM-5分子筛催化乙醇脱水制乙烯性能

对两种不同硅铝比的HZSM-5分子筛进行碱处理,制备介-微孔复合HZSM-5分子筛,研究乙醇脱水制乙烯的催化性能,并考察碱溶液浓度和处理温度对HZSM-5分子筛孔结构和表面酸性的影响。结果表明,适宜的碱处理条件有利于分子筛发生骨架脱硅和脱铝,从而形成介孔。碱处理对硅铝比低的HZSM-5分子筛酸性质影响明显,而硅铝比高的HZSM-5分子筛在碱处理过程中酸性质变化不明显,更易发生脱硅和脱铝而形成更多介孔。碱改性介-微孔HZSM-5分子筛催化剂使乙醇脱水制乙烯催化性能得到改善,尤其低温催化活性提高,这主要归功于碱处理中介孔的形成和表面酸性的调变。     

HZSM-5分子筛催化剂上乙醇脱水制乙烯的工艺分析

对商品化的HZSM-5分子筛催化剂的乙醇脱水性能进行了考察,结果表明：使用HZSM-5分子筛催化剂时,随着反应温度的升高,气态产物中正丁烯的含量增加,乙烯的含量下降,说明分子筛的表面酸性过强,不能有效的抑制乙烯的二聚反应,脱水反应条件是：反应温度240~260℃,空速范围0.7~1.0h-1,乙烯的收率在98%以上,适用于低浓度乙醇的脱水反应。     

SAPO-11/HZSM-5对乙醇脱水制乙烯反应的催化性能

测定HZSM-5与SAPO-11复合催化剂(SAPO-11/HZSM-5)对乙醇脱水制乙烯反应的催化性能,考察反应工艺条件;对比HZSM-5、SAPO-11和SAPO-11/HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯反应性能;分析三种催化剂表面酸量及酸强度,以及对反应产物组成的影响。结果表明:SAPO-11/HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯反应的适宜条件为:压力0.1 MPa,温度240℃,空速1.2 h-1,乙醇浓度99.7%;乙醇转化率、乙烯选择性分别为99.19%和98.77%;气相产物中乙烯含量达到98.92%,C3、C4组分含量分别为0.37%和0.40%,未检测到C5以上组分。SAPO-11/HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯反应温度比HZSM-5、SAPO-11低60℃。适度增加催化剂表面弱酸量及强度,并使其具有相当比例的强酸量,有利于提高乙醇脱水制乙烯反应活性和乙烯选择性。     

HZSM-5型分子筛催化乙醇溶液脱水制备乙烯的工艺

以稀乙醇溶液为原料、自制分子筛HZSM-5为催化剂,催化脱水制备乙烯.考察了硅铝比、反应温度、质量空速及乙醇的质量浓度对该反应的影响,得到了较优化的反应工艺条件为:催化剂为HZSM-5(硅铝比30)分子筛,ρ(乙醇)为100~200 g/L,质量空速为2~6 h-1,反应温度为300℃.乙醇的转化率可达99%,乙烯的选择性达99%以上.     

磷镍复合改性HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯积炭行为研究

开发了镍改性HZSM-5,对分子筛进行了孔道和酸性的初步调变,在260 ℃下获得了较高的活性和选择性,但存在的问题是寿命较短,易积炭失活。因此,在Ni-HZSM-5的基础上,继续采用等体积浸渍法制备了不同磷酸负载量的复合改性HZSM-5,虽然提高了催化性能,但是仍然存在着失活的问题。通过对催化剂失活原因分析表明,反应过程中并没有发生磷的流失,且积炭对比表面积和孔道结构的影响较小,研究认为催化剂失活主要是由积炭对酸性位的覆盖导致。对积炭过程和积炭物种进行研究发现,随反应时间延长,催化剂表面积炭速率越来越低,且高温型积炭在积炭中所占比重逐渐增加,说明积炭不饱和度增加。积炭物种主要是含碳碳双键的烯烃聚合物、芳香族化合物和含酯基的物质。     

Fe^3＋改性的HZSM-5催化乳酸乙酯脱水制丙烯酸乙酯

以乳酸乙酯脱水反应为模型反应,考察了Fe3+改性的HZSM-5的催化性能.通过XRD、红外等方法对改性前后的HZSM-5进行了表征.结果表明,与未改性的HZSM-5相比,改性后的Fe-ZSM-5的结晶度下降,硅铝比降低,乳酸乙酯脱水反应的催化活性明显增大,产物得率升高,选择性增大.     

乙醇催化脱水制乙烯沸石催化剂研究现状

介绍了各类沸石催化剂在乙醇脱水制乙烯反应中的研究现状及应用进展。评述比较了各类沸石催化剂的催化性能及各自优缺点。展望了沸石催化剂在乙醇脱水制乙烯反应中的未来发展方向及需要解决的问题。指出ZSM-5催化剂更具有工业化应用前景。     

生物乙醇催化脱水制乙烯的动力学研究

采用质量分数3%金属镧改性的HZSM-5分子筛催化剂,考察在较低的反应温度（200～300） ℃、固定床反应器内质量空速、催化剂粒径、反应温度以及反应物分压对乙醇转化率、产物收率和生成速率的影响,确定了乙醇脱水反应的动力学控制区域：质量空速≥20 h^-1,催化剂粒径≤0.7 mm。在此基础上,建立了生物乙醇催化脱水的动力学模型,拟合值和实验值吻合较好。     

磷酸对HZSM-5成型及其催化乙醇脱水性能的影响

获得较高活性、高强度的适用于固定床工艺的成型HZSM-5分子筛催化剂对推进乙醇脱水制乙烯工业应用有着积极的意义。采用磷酸、硅溶胶以及羧甲基纤维素钠等作为助剂,制备了系列成型HZSM-5分子筛,研究了磷酸添加量对分子筛抗压强度及催化乙醇脱水活性的影响。结果表明,在无磷酸添加时,成型抗压强度仅为20.5 N/cm;而添加磷酸后,成型HZSM-5的抗压强度明显提高,当P添加量达到3.3 wt%时抗压强度达到最高值为120.9 N/cm;可满足固定床工艺需求;而继续增加磷酸添加量,HZSM-5的抗压强度逐渐减弱,随着磷酸添加量的增加,催化剂的活性逐步下降。当P添加量达到3.3 wt%时,在320℃,乙醇浓度50 wt%以及质量空速2.0 h-1条件下,乙醇转化率为97.9%,乙烯选择性为97.8%,较好地兼顾了工业上对催化剂强度及活性需求。     

生物发酵乙醇催化脱水制乙烯发展状况

阐述了由生物发酵乙醇催化脱水制备乙烯对国民经济可持续发展的重要意义,介绍了该乙烯制备工艺的发展历程和现状,重点介绍了脱水催化剂尤其是改性ZSM-5催化剂的研究情况.最后对生物乙醇脱水制备乙烯的前景进行了展望.     

生物乙醇制乙烯初探

原油价格的不断攀升以及生物乙醇的飞速发展已对乙烯产业产生影响,也为乙醇脱水制乙烯技术路线的发展创造了机会。本文初步研究了采用改性HZSM-5催化剂、以生物乙醇溶液为原料制备乙烯。考察了反应温度、乙醇质量空速、乙醇浓度对该反应的影响,得到了优化的工艺条件：反应温度230 ℃,乙醇质量空速1.5～1.7 h－1,乙醇浓度80～150 g/L,乙醇转化率达到99%以上,乙烯选择性达到98%以上。     

乙醇气相脱水制乙烯

研究了负载型磷钨酸催化剂对乙醇气相脱水制乙烯的催化作用。在固定床反应器上考察了其性能,最佳条件：γ-Al₂O₃负载8%的磷钨酸,温度240 ℃,空速0.60 h^-1。最佳工艺条件下,乙醇转化率达99.28%,乙烯选择性99.36%。催化剂稳定性好,与传统的液体无机酸相比,具有催化活性高、环境友好和能耗低等优点。