利用沸石分子筛提高航空汽油辛烷值方法研究

航空汽油基础油辛烷值较低是制约航空汽油无铅化发展的主要因素。本研究对利用β-沸石分子筛分离2,2,4-三甲基戊烷与2-甲基庚烷混合物的可行性进行了考察。结果表明,在相同温度及压力下,β-沸石分子筛对2-甲基庚烷的吸附能力远优于2,2,4-三甲基戊烷,且组分的饱和吸附量随温度的升高而减少,随压力的增加而增加。双组分吸附试验证明了利用β-沸石分子筛完全能够实现2,2,4-三甲基戊烷与2-甲基庚烷的分离,这主要归因于分子筛本身的结构特征及同分异构体分子大小的差异。双组分吸附试验中,2,2,4-三甲基戊烷出口体积分数在某一时刻以后高于入口体积分数,这主要是因为吸附床内部发生了脱附现象。     

吸附法脱除异戊烷中的3-甲基丁烯

采用水溶液离子交换法制备了AgY和AgMOR分子筛吸附剂,在固定床中考察了分子筛吸附剂种类及吸附温度、床层高度、原料气流量等条件对脱除异戊烷中的3-甲基丁烯效果的影响。实验结果表明,AgY和AgMOR分子筛保持原有的骨架结构;AgY分子筛可作为脱除异戊烷中3-甲基丁烯的吸附剂;在20℃、0.1MPa、原料气流量为40mL/min时,经过两次离子交换的AgY(2)分子筛吸附剂的饱和吸附量为115mg/g;在固定床中,不可利用床层高度(LUB)与原料气流量有关,与床层高度无关,但只有当床层高度超过LUB时,才有吸附效果;AgY分子筛吸附剂可脱附再生18次。     

分离石脑油中单甲基异构烷烃吸附剂的制备及吸附性能研究

采用水热合成法制备用于分离石脑油中单甲基异构烷烃的ZSM-5分子筛吸附剂,以2-甲基戊烷/环己烷溶液为吸附体系,考察不同合成条件对分子筛吸附性能的影响。结果表明：在硅铝比为80、25 ℃、陈化时间为36 h、晶化时间为48 h的条件下,以正丁胺为模板剂,合成ZSM-5分子筛吸附剂对2-甲基戊烷吸附量为2.39 g/(100 g),比参比ZSM-5分子筛对2-甲基戊烷吸附量高约20%;采用合成ZSM-5分子筛对石脑油进行吸附分离,吸附组分中正构烷烃和单甲基异构烷烃质量分数为97.47%;吸余油的芳烃潜含量从23.19%提高到34.21%;通过合成ZSM-5分子筛吸附分离可以将石脑油中质量分数约为30%的正构烷烃和约12%的单甲基异构烷烃分离出来。     

几种ZSM-5型沸石物性和催化反应性能的研究

对用乙二胺、乙胺、四乙基氢氧化铵、正丁胺、氢氧化铵和不用醇或胺合成的六种沸石进行了物化性质和催化反应性能的研究。这些沸石的X射线衍射谱图具有ZSM-5的特征峰。对Na型沸石吸附量的测定用正己烷、3-甲基戊烷、环己烷、苯、甲苯、对二甲苯和水。正己烷、3-甲基戊烷的吸附数据与文献所载的数据有良好的一致性。环己烷比苯的吸附量低。反应性能考察以正己烷、甲苯、间二甲苯和异丙苯为反应物,以H型沸石为催化剂,于550℃在微型反应器上进行。除用氢氧化铵合成的沸石外,其它H型沸石性能相似。用氢氧化铵合成的沸石的吸附性能和催化性能不同于其它沸石,用作甲苯歧化生成对二甲苯的催化剂有很好的选择性,对间二甲苯异构化的能力也很强,是一种值得深入研究的沸石催化剂。     

正己烷-甲基环戊烷-N-甲基吡咯烷酮三组分物系汽液平衡的测定及萃取精馏的模拟

采用改进的Othmer汽相单循环平衡釜,在常压下测定了正己烷-甲基环戊烷-N-甲基吡咯烷酮(NMP)三组分物系的汽液平衡数据。采用NRTL方程对实验数据进行关联,回归得到了NRTL方程的模型参数,汽相摩尔分数的实验值和计算值平均绝对相用对偏差为1.96%。萃取精馏正己烷-甲基环戊烷适宜的萃取剂与原料的质量比(溶剂比)为8。模拟结果表明,采用NMP为萃取剂、萃取精馏正已烷-甲基环戊烷适宜的条件为:溶剂比8、理论板数45、原料进料位置第26块塔板、萃取剂进料位置第7块塔板、回流比为2。在此条件下,塔顶馏分中正己烷的质量分数可达99.10%。     

MTBE选择性吸附脱硫的研究

采用常温常压吸附法考察了各种分子筛吸附剂对模型溶液中二甲基二硫醚(DMDS)的吸附脱除性能。吸附活性结果表明,由于MTBE的强竞争吸附作用,仅ZSM-5分子筛可以从MTBE选择性吸附脱除DMDS,而其他分子筛均完全没有效果。ZSM-5所特有的十元环孔道是选择性吸附的关键。通过一系列过渡金属改性,结果显示,仅银离子改性吸附剂硫容上升。在模拟油中硫容从未改性的13.4mg/g提高到35.4mg/g。通过热重分析发现,S-M键的形成是选择性吸附脱硫的关键。     

工业己烷在5A分子筛床层上吸附穿透曲线

测定了工业己烷在5A分子筛固定床上的吸附穿透曲线,考察吸附温度、压力和空速对正己烷的穿透吸附量、吸附传质区长度和床层饱和度的影响,探讨工业己烷中非正己烷组分在5A分子筛上的吸附作用。结果表明:吸附温度在160℃～240℃、吸附压力在0.1MPa～0.9MPa条件下,5A分子筛对正己烷的吸附透曲线均为较陡峭的"S"型;降低吸附温度、提高吸附压力和空速,有利于增加正己烷的穿透吸附量及饱和吸附量、降低吸附传质区长度、提高床层利用率;在吸附温度200℃、压力0.5MPa、空速0.9h-1条件下,正己烷的穿透吸附量达到0.0977kg/kg,床层饱和度为88.75%,5A分子筛对工业己烷中2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、2,3-二甲基丁烷有一定吸附作用,对其它非正己烷组分几乎不吸附。     

正戊烷异构化Ni-Mo-HM催化剂的研究

探讨了催化剂载体酸性质对正戊烷异构化的影响。考察了离子交换和竞争吸附剂对催化剂性能的影响。试验结果表明：Ｎｉ－ Ｍｏ － ＨＭ 双非贵金属催化剂的异构化活性随着丝光沸石残钠量的降低而提高,残钠的质量分数为１－３５ ％ 时,催化剂性能最好;铵交换可以改变丝光沸石分子筛的表面酸性质使酸度达到最佳分布,有利于提高异构化的活性;引入竞争吸附剂后Ｎｉ－ Ｍｏ － ＨＭ 催化剂中金属活性组份分布均匀,催化活性提高,在工艺条件相同的情况下,正戊烷的转化率提高５－６ ％ ～１０－３ ％ ,异戊烷收率提高５－７ ％ ～９－４ ％ 。     

高效吸附精制脱除石脑油中氮化物的研究

用载酸13 X分子筛吸附脱除中国石油化工股份有限公司安庆分公司石脑油中的有机氮化物,浸渍剂为磷酸溶液。结果表明,脱氮后,石脑油有机氮质量分数可降至小于0.7×10-6,脱除率为84.5%;单次循环吸附脱除石脑油中的有机氮时,m(石脑油)/m(吸附剂)为190.3;最佳液相吸附脱氮条件为吸附温度20℃,空速6 h-1;脱附条件为温度200℃,氮气空速60 h-1,脱附时间3 h;先对失活吸附剂脱附,然后用磷酸溶液再生,活性可恢复为新鲜吸附剂的92.3%。     

脱除天然气中的硫化物

沸石吸附少量杂质的能力以及这些吸附剂的高选择性,确定了他们对于工业上分离、净化和干燥气体混合物的使用效率1—5。据文献数据1.6.7,利用 Nax 和 CaA 分子筛可以同时净化气体以脱除硫化物和干燥。在净化天然气时,CaA 沸石的吸附容量对于 H_2S是吸附剂重量的～7%,而对于水蒸汽是10%(重)。     

MCM—41分子筛的合成及其对煤油的脱色性能

采用水玻璃、氧化铝和十六烷基溴化胺为原料，在水热条件下合成孔径为3．5nm的MCM－41分子筛。以不合格变色煤油为研究对象，分别进行了Na－MCM－41、H－MCM－41、X、Y型分子筛、活性炭和白土的煤油脱色性能对比试验。结果表明H－MCM－41分子筛具有优异的煤油脱色性能。     

去除天然CO_2气油味的吸附净化研究

对含有少量矿物油 (C3 ～C5烃 )的CO2 气进行了吸附净化实验研究 ,比较了 5A分子筛、13X分子筛、活性炭 3种吸附剂的吸附效果 ,以及活性炭在不同压力下的吸附效果。结果表明 :活性炭的吸附效果最好 ,13X分子筛次之 ,5A分子筛较差 ;随着压力的升高 ,活性炭的吸附能力随之增加 ;吸附剂对大分子的吸附优先进行     

La、Ce改性对ZSM-5分子筛上烯烃裂解制丙烯反应的影响及其作用机理

在550 ℃、常压、加入水蒸气的条件下,研究稀土La和Ce改性ZSM-5分子筛上FCC汽油的催化裂解反应。结果表明,稀土La和Ce改性可以提高ZSM-5分子筛的总酸量和强酸量,从而使FCC汽油转化率,特别是烯烃裂解反应的转化率明显提高,烯烃反应的选择性和气相产物乙烯、丙烯、丁烯,特别是丙烯的选择性显著增加。分子模拟计算结果表明,La3+和Ce4+位于ZSM-5分子筛Z型孔道的拐弯处,距离孔壁的距离为0.3～0.4 nm,使得弯道处的体积明显减小,导致烯烃裂解反应能垒、环化反应能垒、叠合反应能垒均有不同程度的增加,但裂解反应能垒增加的幅度最小,从而提高了烯烃裂解反应的选择性。     

分离CO_2吸附剂研究进展

吸附分离技术在烟气捕集CO2、天然气脱碳等领域具有很好的应用前景,而吸附剂是其核心所在。简要评述了用于CO2吸附分离的传统吸附剂沸石分子筛、活性炭和碳分子筛以及新型吸附剂胺修饰吸附剂和MOFs最近的研究进展。     

多级孔SAPO-5分子筛的合成及其在柴油加氢精制催化剂中的应用

以十六烷基三甲氧基有机硅氯化铵（TPHAC）为介孔模板剂,通过一步水热法合成具有微孔-介孔结构的多级孔SAPO-5分子筛（HI-SAPO-5）。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、N2-吸附/脱附、X射线荧光光谱（XRF）、吡啶吸附红外光谱等表征方法研究HI-SAPO-5分子筛的物化性质。结果表明：在常规SAPO-5分子筛（N-SAPO-5）合成体系中引入TPHAC能够合成出纯相的HI-SAPO-5;与N-SAPO-5相比,HI-SAPO-5具有更高的外比表面积与介孔孔体积以及适宜的酸量与酸强度。将HI-SAPO-5引入γ-Al2O3载体中,制备成柴油加氢精制催化剂。焦化柴油加氢评价结果表明,引入HI-SAPO-5的催化剂表现出优异的加氢脱硫、加氢脱氮与芳烃加氢饱和性能,产物中的硫质量分数为8 μg/g,双环以上芳烃质量分数为1.1 %。     

无机原料制备的大晶粒TS-1分子筛的表征及催化环己酮肟化反应性能评价

以硅溶胶为硅源、三氯化钛为钛源合成大晶粒TS-1分子筛,并用其催化环己酮肟化反应。采用XRD,XRF, FT-IR,SEM,TEM和低温N2吸-脱附等方法对催化反应前后催化剂的结构进行表征,结果表明,反应前后催化剂结构没有明显变化,说明该分子筛具有较好的稳定性。采用淤浆床反应器,在环己酮质量空速6 h-1、温度75 ℃的条件下,将制备的TS-1分子筛用于催化环己酮肟化反应,在运转时间190 h内,环己酮转化率和环己酮肟选择性分别达到99.0%和96.0%,说明所制备的大晶粒TS-1分子筛不仅具有与有机原料制备的TS-1分子筛相当的催化活性,而且稳定性更好。该分子筛还具有良好的分离和再生性能,再生分子筛的催化性能可以达到新鲜分子筛的水平。     

芳烃抽余油的综合利用

运用Aspen Plus流程模拟软件对芳烃抽余油系统进行了流程模拟。通过蒸馏切割工艺,对芳烃抽余油中的烯烃进行加氢饱和,蒸馏生产6号溶剂油及120号溶剂油产物,有效收率分别达到66%和23%。选取NCG型苯加氢催化剂,对6号溶剂油进行加氢脱芳烃精馏可生产出异己烷油(w>95%)和工业正己烷(w>60%)。而利用特殊的精制精馏(如分子筛吸附分离法等),通过对6号溶剂油、120号溶剂油进行加工,可以获得优质的正己烷(w>95%)、正庚烷(w>98%)。     

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。     

钛硅分子筛晶胞参数计算方法研究

利用X射线衍射技术（XRD）对钛含量不同的系列钛硅分子筛（TS-1）的晶体结构进行研究。通过调节XRD测试的仪器参数,确定了最优试验条件,建立了利用Rietveld全谱拟合计算钛硅分子筛晶胞参数的方法。通过计算发现：原料中钛摩尔分数低于2.5 %时制备的分子筛的晶胞参数随钛含量增加呈线性增加,推断分子筛制备时部分钛进入骨架;原料中钛摩尔分数为2.5 % ~ 8.0 %时制备的分子筛的晶胞参数基本不变,推断制备时钛摩尔分数高出2.5 %的部分不再进入分子筛骨架。     

吸附法脱除乙烯中少量氧气的吸附剂研究

采用重量法在电子天平上研究了Ｃ２Ｈ４和Ｏ２单组份在５Ａ、１３Ｘ、丝光沸石和碳分子筛等不同吸附剂上的吸附平衡性质和扩散动力学性质。结果表明，在沸石类吸附剂上，Ｃ２Ｈ４的平衡吸附量远大于Ｏ２的平衡吸附量，Ｃ２Ｈ４的吸附扩散速率也大于Ｏ２的扩散速率；在碳分子筛吸附剂上Ｃ２Ｈ４的平衡吸附量大于Ｏ２的平衡吸附量，但Ｏ２的吸附扩散速率远大于Ｃ２Ｈ４的扩散速率，其扩散系数是Ｃ２Ｈ４的２３９倍。单柱评价结果表明，Ｃ２Ｈ４－Ｏ２混合组份通过该碳分子筛吸附剂时，Ｏ２的破点时间长，Ｃ２Ｈ４的纯度可达１００％。加压有利于选择吸附Ｏ２，而且加压吸附、常压脱附再生性能好。该碳分子筛是脱除高浓度乙烯中少量氧气的理想吸附剂。