磷、硅改性对HZSM-5沸石催化性能的影响

通过化学液相沉积对HZSM-5沸石进行磷、硅改性,制备了一系列催化剂.采用固定床微型反应器对催化剂的反应性能进行评价.考察了磷和硅沉积量、改性次数等对甲苯歧化反应性能的影响.实验结果发现,随着硅沉积量的增加,甲苯歧化的转化率逐渐下降,对位选择性逐渐升高,副反应越来越明显.磷改性的催化剂随着磷沉积量的增加转化率下降,但对位选择性基本没有变化,副反应得到一定程度的抑制.磷硅复合改性综合二者的特点,得到了较高的对位选择性,并一定程度上抑制了副反应的发生.     

歧化与烷基转移反应用沸石分子筛催化剂的发展现状

歧化与烷基转移反应是芳烃生产的重要环节。综述了歧化与烷基转移反应目前主要应用的丝光(MOR)沸石、β沸石、ZSM-5沸石催化剂。MOR和β沸石主要用于甲苯歧化和C9的烷基转移反应,ZSM-5沸石主要用于甲苯的择形歧化反应。沸石催化剂适用的原料及反应由其结构、酸性等因素决定。优化分子筛的结构和酸性是歧化与烷基转移反应催化剂发展的方向。     

甲苯歧化转化率对生成对-二甲苯选择性的影响

研究了几种改性丝光沸石催化剂上甲苯选择歧化反应。试验结果表明,二甲苯中对-二甲苯含量随甲苯转化率的下降而增大。此结果与二甲苯在丝光沸石孔道中的扩散速度和物料在反应区的停留对间有关。     

天然丝光沸石制备甲苯歧化催化剂的改进

浙江缙云产天然丝光沸石经处理制得的甲苯歧化催化剂,具有良好的反应性能.天然丝光沸石的粒度和添加金属组分,对催化剂的活性和稳定性,具有明显的影响.经改进后的天然丝光沸石催化剂,基本上达到了合成丝光沸石催化剂的反应水平.     

有机氟改性丝光沸石催化剂用于甲苯歧化与C_9芳烃烷基转移反应的研究

以有机氟化物三氟一氯甲烷对现用国产工业丝光沸石催化剂进行改性处理。在微反中,以非临氢与临氢条件对甲苯歧化与甲苯-C_9芳烃烷基转移反应中的四个主反应进行考察,并在100克放大装置上考察了甲苯歧化反应效果。用IR和TPD考察了改性前后催化剂的酸性条件。改性后的丝光沸石催化剂可较大幅度提高C_8芳烃收率,而且催化剂的热稳定性提高。     

焦化轻油临氢制苯和二甲苯反应温度的研究

采用具有烷基转移和加氢精制双功能的CoMo/HZSM-5催化剂,临氢处理焦化轻油,使甲苯发生歧化反应生产苯和二甲苯,同时消除产物油中的S和N杂原子。采用固定床反应器,在反应压力3 MPa、氢油体积比700∶1、原料液态空速1 h-1的条件下,分析反应温度对产物油和尾气组成的影响及对催化剂结焦积碳情况进行了分析计算,考察了反应温度对临氢焦化轻油反应的影响。实验结果表明,焦化轻油临氢反应中苯和二甲苯的收率由甲苯歧化反应、甲苯和二甲苯脱烷基反应和芳烃在催化剂表面的结焦积碳反应共同决定;反应温度在450℃时,S和N的杂原子已几乎被完全脱除,苯的收率为64.1%,二甲苯的收率为15.7%,苯和二甲苯的总收率为79.8%,比原料中苯和二甲苯的总含量提高了21.8百分点。     

β沸石上甲苯歧化与C_9芳烃烷基转移反应规律

依据甲苯歧化与C9芳烃烷基转移反应的实验结果对该复杂反应体系进行了简化处理。简化后的反应体系由甲苯歧化、甲苯与三甲苯烷基转移、甲乙苯加氢脱烷基 3个主反应和甲苯与甲乙苯烷基转移、乙苯加氢脱烷基和三甲苯歧化 3个副反应组成。经动力学参数估值确定了相应的动力学方程式 ;并从产物异构体的组成出发 ,讨论了 β沸石催化剂的择形性。     

铵型丝光沸石的热处理与其催化活性

用差热分析、红外光谱以及脉冲微反技术,研究了铵型丝光沸石的焙烧条件(温度、时间、水蒸汽)对沸石表面酸中心的变化及催化活性的影响。结果表明,对于甲苯歧化反应,沸石的催化活性中心为表面上较强的质子酸中心。通过催化剂残氨量与催化活性的关系,提出用残氨量的测定作为焙烧条件的控制指标。     

高效甲苯歧化与烷基转移催化剂

甲苯歧化工艺工业化后,歧化催化剂研究的目标之一是寻求在高空速下具有高活性与高稳定性的催化剂。上海市石油化学研究所在研制成TC型歧化与烷基转移催化剂的基础上又研制成不添加其他活性组分的高硅氢型丝光沸石ZA型高效甲苯歧化与烷基转移催化剂。实验室制备的ZA型催化剂在小型固定床反应上进行了歧化与烷基转移反应活性考察,结果见表1。     

1,3,5-三甲苯在沸石催化剂上的催化转化

采用微型固定床催化反应装置,考察1,3,5 三甲苯(1,3,5 TMB)在丝光沸石(HMOR),HY,Hβ,HEU 1和HZSM 5这5种沸石催化剂上的催化转化率和产品分布。结合5种沸石的孔结构和酸性特征,探讨了沸石催化剂的结构、酸性与其催化活性、稳定性和产品分布之间的关系。结果表明,在沸石催化剂表面,1〖DK〗,3〖DK〗,5 TMB转化的主要反应是歧化和异构化反应,其相对量取决于沸石催化剂孔道的尺寸和可接近的表面酸性;其次是各烷基苯间的烷基转移或脱烷基反应。HY和Hβ沸石催化剂具有较大的三维孔道尺寸,因此反应活性和稳定性较高,反应以歧化反应为主;而在HEU 1和HZSM 5沸石催化剂上,因其孔道尺寸相对较小,所以转化率较低,且反应以异构化为主;另外沸石催化剂表面强酸中心的存在还会导致脱烷基反应的发生。     

苯及其衍生物在AF-5分子筛催化剂上结焦规律和机理的研究

本文采用微分反应器研究苯在AF-5分子筛催化剂上的结焦规律,在试验范围内得到了结焦速率式,结焦量与反应时间和苯分压的关联式。苯在该催化剂上的结焦为一串联过程,与LangmiurEinshelwool机理拟合,试验结果与此假设吻合。测定了反应温度、反应时间、苯分压、空速、线速及催化剂颗粒度等参数对结焦反应的影响;在相同的试验条件下测得苯、乙苯及二乙苯在该催化剂上结焦量的比值为1:1.6:2。     

甘油辅助下晶种法合成ZSM-5分子筛

以硅溶胶为硅源,甘油为辅助剂,采用晶种替代有机模板剂在水热条件下合成ZSM-5分子筛。考察了晶化温度和甘油对ZSM-5分子筛相对结晶度、晶粒尺寸、比表面积和酸性等性质对其催化性能的影响。利用Ｘ射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、N2吸附-脱附（BET）、NH3-TPD等分析手段对不同甘油含量分子筛样品进行表征。结果表明：在170℃晶化温度下,适量甘油辅助剂的添加,可以提高ZSM-5沸石分子筛的相对结晶度,并在一定程度上抑制α-SiO2杂晶的产生,从而提高其比表面积。在甲苯歧化反应中,添加甘油合成的ZSM-5催化剂表现出优良的催化性能,与未添加甘油合成的ZSM-5催化剂相比,甲苯转化率提高6～7百分点。     

Catalytic Conversion of a Mesitylene and n-Decane Mixture in the Presence of Hydrogen Over ZSM-5 Based Catalysts

Conversion reactions of mesitylene and n-decane mixture over different catalysts prepared on the base of ZSM-5 zeolite were investigated. The influence of reaction temperature on the activity and selectivity of HZSM-5, DZSM-5, and Ni-Mo/ZSM-5 catalysts obtained from NH₄ZSM-5 zeolite was researched for this purpose. According to received results it can be concluded that mesitylene mostly exposed to isomerization and disproportionation, n-decane exposed to hydrocracking reactions up to C₁–C₄ hydrocarbon gases. The catalysts were characterized by textural properties and crystallinity. Thermal oxidation characteristics of coke deposited on the catalysts surface were also researched.     

二甲苯异构化反应机理研究及催化剂的改进

通过探针分子实验,验证了以Wheland中间体为核心的反应网络,对比了异构化/歧化反应路径的差别,分析了不同尺寸的芳烃在ZSM-5分子筛上的扩散-反应特征,建立了二甲苯异构化体系的反应过程模型。分子尺寸至少在一个方向上不超过苯环的烷基芳烃才能扩散进入孔道,对于贫对二甲苯(PX)的二甲苯原料,异构化反应主要在分子筛的外表面完成,产物PX进入孔道内,脱烷基生成甲苯等副产物。以此为理论基础,合成出晶粒尺寸更小、外表面更大的改进型分子筛,用于制备了SKI-210脱乙基型二甲苯异构化催化剂,取得了较好的工业应用效果。     

Effect of Water Vapour on the Acidity of ZSM-5 Zeolite Used for Catalytic Cracking of Naphtha to Manufacture Ethylene and Propylene

The change in acidity of the ZSM-5 zeolite was investigated after it was treated with water vapour, and its capability on ammonia adsorption was also studied after having adsorbed water vapour. The effect of water vapour on products distribution was studied during catalytic cracking of naphtha, the changes in the adsorption ability and catalytic performance of the ZSM-5 zeolite was investigated after the catalyst was loaded with phosphorus species. These results all indicated that water vapour could reduce the acid strength and acid density of ZSM-5 zeolite and affect the capability of ZSM-5 on adsorption of gases, therefore the activated energy contributed by the ZSM-5 zeolite to the catalytic cracking reaction would be low to prevent the feedstock from deepened catalytic cracking and coke formation.     

ZSM-5催化剂水蒸汽处理对甲苯选择性歧化性能的影响

考察了不同条件下水蒸汽处理对ZSM -5催化剂上进行的甲苯歧化反应活性和选择性的影响 ,并对制得的催化剂进行NH3-TPD、XRD、2 7AlMASNMR和约束指数的测定。结果表明 ,在较低温度下处理 ,ZSM -5分子筛骨架脱铝较少 ,而且孔道得到了疏通 ,催化活性提高 ,选择性下降 ;高温时 ,由于骨架脱铝严重 ,活性位大量减少 ,转化率下降 ,同时由于孔道内非骨架铝的堆积 ,扩散阻力变大 ,催化剂的对位选择性有较大提高 ,达到 70 %以上 ;水蒸汽处理是改善ZSM -5催化剂甲苯歧化反应性能的一种有效的手段     

Progress in the Field of Converting Methanol into Light Olefins over the ZSM-5 Zeolite Catalyst

Technical progress in the field of conversion of methanol into ethylene and propylene over the ZSM-5 catalyst was summarized. The economical analysis of the technology, the mechanism of chemical reaction and reaction kinetics were introduced. The factors including the effect of the operating conditions,the influence of catalyst preparation conditions and modification of ZSM-5 zeolite on the reaction and coke formation were also discussed.     

甲苯-乙醇烷基化影响因素的考察

采用HZSM-5沸石催化剂,在反应温度为340℃、甲苯/乙醇摩尔比为1的条件下,考察了空速、N_2/(甲苯+乙醇)摩尔比对烷基化反应的影响。提出了一种筛选反应条件的优化方法。通过用B、La、P、B-La单双离子改性的ZSM-5沸石催化剂进行甲苯/乙醇烷基化反应,都得到了较理想的反应结果。其中用单一硼离子改性的ZSM-5沸石催化剂,甲苯转化率可达22.90％,对甲乙苯选择性为98％。     

甲苯歧化反应物与产物在ZSM系分子筛孔道中扩散特性的分子模拟

 应用分子模拟技术计算了甲苯歧化反应中的反应物甲苯、产物苯和二甲苯同分异构体与ZSM系分子筛(MFI (ZSM-5)，MEL (ZSM-11)，MTW (ZSM-12))的相互作用能，得到了扩散特性等信息。计算结果表明，分子扩散的难易程度受分子筛孔径和孔道结构的共同影响。MFI分子筛对于对二甲苯有很好的选择性；芳烃分子在其弯孔中的扩散能垒较直孔中的高，因此，倾向于在MFI分子筛的直孔中扩散。MEL分子筛孔径略小于MFI分子筛，各种芳烃分子的扩散能垒比在MFI分子筛孔道中的高；由于对二甲苯的扩散能垒远小于间二甲苯和邻二甲苯，因此MEL分子筛也表现出对于对二甲苯的较好选择性。MTW分子筛的孔径在三者中最大，各种产物分子的扩散能垒相差较小，对甲苯歧化反应产物的选择性不高。从3种分子筛对于对二甲苯的选择性而言，MFI与MEL相当，MTW较低。当分子筛孔径与扩散分子的动力学直径接近时，分子筛将表现出较好的择形催化性能。     

金属氧化物对ZSM-5分子筛催化裂化性能的影响

Effects of metal oxide in ZSM-5 zeolite on its catalytic performance in fluid catalytic cracking reaction were studied via characterization by XRD and FT-IR spectroscopy using pyridine and collidine as molecular probes,and the modified ZSM-5 zeolite was evaluated in a micro reactor using standard light diesel fraction as the feedstock.Test results indicate that the metal species introduced into the ZSM-5 zeolite had led to the formation of Lewis acid centers.When the modified ZSM-5 zeolite with the metal species on its surface was used as the catalyst in FCC reaction,both the propylene yield and the propylene concentration in the liquefied petroleum gas increased,but in the meantime,more hydrogen and coke were formed at high conversion rate under the joint action of nonselective cracking of Lewis acid centers and dehydrogenation at metal centers on its outside surface.