不同硅/铝比ZSM-5分子筛对烷烃和环烷烃催化裂解性能的影响

以硅/铝摩尔比（n(SiO2)/n(Al2O3)=24的ZSM 5分子筛为母体,通过酸处理脱铝制备了具有不同硅/铝摩尔比(50、85、110、140)的ZSM-5分子筛,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、吡啶红外吸附(Py-FTIR)、N₂吸附-脱附等手段对其进行表征,考察其应用于正辛烷和乙基环己烷催化裂解反应的性能差异。结果表明,正辛烷和乙基环己烷的转化率与ZSM-5分子筛硅/铝比存在较好的对应关系,即硅/铝比越低、酸量越高,转化率越高;但ZSM-5分子筛硅/铝比低、酸量过多会导致非选择性副反应发生,降低目的产物低碳烯烃收率和选择性。不同硅/铝比ZSM-5分子筛在正辛烷和乙基环己烷催化裂解反应中显示出不同的催化性能,对于相同碳数的烷烃正辛烷和乙基环己烷,由于其分子结构不同,所适宜的硅/铝比不同;在相同硅/铝比分子筛条件下,环烷烃乙基环己烷的总体反应活性低于相对应的直链烷烃正辛烷;正辛烷在ZSM-5-85分子筛上具有更优异的催化裂解反应性能,乙基环己烷在ZSM-5-50分子筛上具有更优异的催化裂解反应性能。     

固体超强酸催化合成N-环己基-2-吡咯烷酮

采用固定床技术,以SO2-4/MxOy型固体超强酸为催化剂,1,4-丁内酯和环己胺反应合成了N-环己基吡咯烷酮(NCP),考察了固定床工艺条件对NCP产率的影响。较佳合成条件为:n(1,4-丁内酯)∶n(环己胺)=1∶1.20,反应温度300℃,进料速度0.660mL/min,NCP产率可达96.09%。     

环状ZSM-5分子筛的合成与表征

低温条件下,以四丙基氢氧化铵(TPAOH)为模板剂、偏铝酸钠为铝源、正硅酸乙酯为硅源,采用水热合成法合成环状ZSM-5分子筛,考察了陈化温度、硅铝比和模板剂用量对分子筛环状结构形成的影响。利用XRD,SEM,TEM,N₂吸附-脱附等方法对环状ZSM-5与常规ZSM-5分子筛的形貌、晶体结构和孔结构进行表征。实验结果表明,较低的陈化温度(0℃)、低硅铝比(n(SiO₂)∶n(Al₂O₃)≤60)、n(TPAOH)∶n(SiO₂)=(10～13)∶30的条件有利于形成环状结构的ZSM-5分子筛;与常规ZSM-5分子筛相比,环状ZSM-5分子筛形貌规整、结晶度高、分散更均匀,且由于环状中空结构的存在,环状ZSM-5分子筛的比表面积略高于常规ZSM-5分子筛;所得环状ZSM-5分子筛在催化苯和乙醇制乙苯反应中表现出较好的乙苯选择性。     

改性Y分子筛催化合成N-羟乙基吡咯烷酮

以改性Y分子筛为催化剂,γ-丁内酯和乙醇胺为原料,采用γ-丁内酯法两步合成N-羟乙基吡咯烷酮(NHP)。考察了反应温度、反应时间、原料配比以及催化剂组成等对反应中间体N-羟乙基-4-羟基-丁酰胺催化脱水反应的影响,同时对产物及其中间体进行了表征。实验结果表明,以HY分子筛为催化剂,在反应温度185℃、反应时间12 h、n(乙醇胺)/n(γ-丁内酯)=1/1的条件下,NHP的选择性和收率分别达到96.5％和88.2％。     

4-(1-甲基胍基)丁酸的合成及其在造纸杀菌上的应用

实验以N-甲基吡咯烷酮、盐酸、三氧化硫脲为原料,经两步反应合成了一种含羧基结构胍类杀菌剂--4-(1-甲基胍基)丁酸.第一步最佳合成条件为:n(N-甲基吡咯烷酮)∶n(HCI)=1∶2,反应温度135℃,反应时间5 h,此时中间体4-甲基氨基丁酸盐酸盐的收率72.89%.第二步最佳合成条件为:n(4-甲基氨基丁酸盐酸盐...     

不同硅铝比小晶粒ZSM-5分子筛的合成及催化苯/甲醇烷基化反应性能

采用简单的原位水热合成法制备了5种硅铝比不同的小晶粒多级孔ZSM-5分子筛,并对制备的小晶粒多级孔ZSM-5分子筛进行了X射线衍射、NH₃程序升温脱附和N₂吸附-脱附等表征分析,考察了不同硅铝比的ZSM-5分子筛催化苯/甲醇烷基化反应的性能。结果表明：合成的5种不同硅铝比的ZSM-5分子筛具有多级孔结构,呈现不规则的颗粒状,晶粒尺寸较小,颗粒聚集形成蜂窝状;随着硅铝比升高,分子筛的比表面积和孔体积增大、酸强度减小、酸量降低。在470℃、0.5 MPa、质量空速2 h^-1、苯/甲醇摩尔比1∶1条件下,不同硅铝比ZSM-5分子筛催化苯/甲醇烷基化反应的结果表明：随着分子筛硅铝比升高,苯转化率和二甲苯选择性提高,乙苯选择性降低;当分子筛硅铝比为150、反应时间为72 h时,苯转化率最高为62.92%,二甲苯选择性为37.38%,乙苯选择性为0.81%;该ZSM-5分子筛运行1 200 h后仍具有良好的活性,应用前景较好。     

聚丙烯废塑料催化裂解催化剂的研制及性能研究

以ZSM-5分子筛为基础研制了聚丙烯废塑料催化裂解生产低碳烯烃的催化剂,并在固定床反应器上研究工艺条件对聚丙烯废塑料催化裂解生产低碳烯烃的影响。实验结果表明：利用ZSM-5分子筛催化剂催化裂解聚丙烯废塑料是生产低碳烯烃、副产轻质芳烃的有效办法;高硅铝比ZSM-5分子筛催化剂比低硅铝比ZSM-5分子筛催化剂具有较低的强酸中心和弱酸中心,能够抑制低碳烯烃进一步转化为芳烃等产物,并多产低碳烯烃,利用金属改性调变ZSM-5分子筛催化剂酸性也是有效提高低碳烯烃收率的方法之一;利用高硅铝比ZSM-5分子筛催化剂,在反应温度500℃、氮气体积流量8 L/h、体积空速0.3 h^-1等优化工艺条件下,聚丙烯催化裂解的低碳烯烃和丙烯质量收率分别高达64.74%和35.06%。     

硅铝比对K_2MoO_4-NiO/ZSM-5催化高硫合成气制备甲硫醇的影响

考察了不同硅铝比ZSM-5分子筛负载的K_2MoO_4-NiO/ZSM-5催化剂对高硫合成气制备甲硫醇性能的影响;并采用XRD,H_2-TPR,NH_2-TPD,LRS等手段对催化剂的物化性能进行了表征。实验结果表明,随ZSM-5分子筛硅铝比的减小,载体的酸性增强,促进了Mo物种在载体上的分散,使其更易被还原硫化成MoS_2物种,而此物种对提高CO转化率有促进作用。但随ZSM-5分子筛酸性的增强,副产物甲烷的选择性迅速增大。当ZSM-5分子筛的硅铝比为25时,催化剂的活性最高,在反应温度360℃、反应压力0.2 MPa、气态空速3 000 h~(-1)时,CO转化率达34.51%;CH_3SH,CO_2,COS的选择性分别为49.17%,24.52%,23.21%;副产物甲烷的选择性为3.10%。     

不同硅/铝比La/ZSM-5分子筛对催化裂化轻汽油异构化/芳构化性能的影响

分别以硅/铝摩尔比为40、200、300、400的ZSM-5分子筛为载体,以金属镧为活性组分,制备一系列催化裂化(FCC)轻汽油异构化/芳构化催化剂,通过X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、²⁷Al MAS NMR、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)、吡啶红外吸附(Py-FTIR)、扫描电镜(SEM)等手段对其进行表征。以FCC轻汽油为原料,研究了La/ZSM-5分子筛硅/铝摩尔比变化对异构化/芳构化反应性能的影响。结果表明：随着ZSM-5硅/铝摩尔比的增加,其酸强度逐渐降低,B酸与L酸酸量比值减小,芳烃产率呈现先增加后减少的趋势;当硅/铝摩尔比为200时,Brønsted(B)酸与Lewis(L)酸酸量比值最低,FCC轻汽油异构化/芳构化性能最高;在反应温度380 ℃、压力1.0 MPa、氢/油体积比100和体积空速1.0 h^-1的条件下,La/ZSM-5 200分子筛催化剂作用下异构化/芳构化产品与反应原料相比,烯烃体积分数降低32.81百分点,异构烷烃体积分数增加18.24百分点,芳烃体积分数增加到5.97%,辛烷值降低5.38个单位,达成以芳构/异构反应为主的大幅度降烯烃的目标,为京Ⅵ(B)汽油标准的实施提供了技术支持。     

甲基叔丁基醚裂解制丙烯反应的研究

以高硅铝比ZSM-5分子筛为主要原料,经过成型和表面修饰过程制备催化剂,用于甲基叔丁基醚(MTBE)催化裂解反应。采用XRD、氮吸脱附和NH_3-TPD等表征方法研究了ZSM-5分子筛和催化剂的物理化学特征。实验结果表明,在催化剂的作用下,温度高于400℃时,MTBE直接裂解反应产物包括乙烯、丙烯、丁烯、C_1～C_4烷烃、C_5以上烃类和水。MTBE催化裂解反应中,丙烯和乙烯的产率随着反应温度的升高而增加。酸性中心是MTBE催化裂解反应的活性位,但是催化剂表面酸中心数量过多或酸性过强均可导致丙烯和乙烯收率降低。在500℃、0.05 MPa、质量空速16h~(-1)的条件下,MTBE可以完全转化,丙烯产率可达20.3%,乙烯产率可达5.3%。     

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。     

加氢裂化尾油临氢降凝催化剂及工艺研究

以ZSM-5分子筛为载体制备了Ni/Ca/ZSM-5临氢降凝催化剂,研究了催化剂中Ni、Ca改性对润滑油基础油凝点、收率和黏度指数的影响。结果表明,Ni、Ca改性后,催化剂的裂化活性降低,润滑油基础油的收率和黏度指数升高。以加氢裂化尾油为原料,对Ni-Ca/ZSM-5催化剂进行加氢工艺考察,最佳反应条件为：反应温度310 ℃、体积空速3.0 h-1、反应压力15 MPa、氢油体积比500,在此条件下,润滑油基础油凝点为－17 ℃,黏度指数为93,收率为72%。     

C8芳烃择形脱乙基催化剂的制备及评价

选用一种ZSM-5分子筛,采用适当的沸石外表面改性方法制备了一种C8芳烃择形脱乙基催化剂。该催化剂的适宜制备条件为：使用分子筛硅铝比为A的ZSM-5;以一种适当的含硅化合物对催化剂进行1次液相沉积改性;硅烷化焙烧过程中空气流速为（D+100～D+200）mL/min;金属铂负载量为E%。该催化剂能使进入沸石孔道的乙苯高效脱除乙基,同时具有抑制二甲苯歧化和烷基转移副反应的功能。在反应温度为400℃、反应压力为1.8 MPa、氢油摩尔比为1、空速为15 h-1的条件下,在所制备的C8芳烃择形脱乙基催化剂作用下,乙苯转化率达到90.19%、二甲苯收率达到98.81%。     

ZSM-5/MgO质量比对复合催化剂物化性质及合成甲硫醇反应的影响

采用介孔碱性MgO对微孔酸性ZSM-5分子筛进行复合改性,利用液相沉淀包覆技术制备了ZSM-5/MgO复合催化剂,研究了ZSM-5与MgO质量比对复合催化剂物化性质和合成甲硫醇催化性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积及孔隙分析仪(BET)和化学吸附分析仪(CO₂/NH₃-TPD)等手段对不同复合催化剂的晶相组成、微观形貌、孔结构及表面酸碱性进行分析表征。结果表明：ZSM-5/MgO质量比对ZSM-5/MgO复合催化剂的物化性质和催化性能影响较大。过高或过低ZSM-5/MgO质量比制得复合催化剂中MgO结晶度都有所降低,且未形成包覆相结构;ZSM-5/MgO质量比为1/3时制得复合催化剂形成了均匀包覆相结构和微 介孔结构(总比表面积为162 m²/g,总孔体积0.46 cm³/g),同时具有酸碱特性;在反应压力1.0 MPa、反应温度370  ℃、H2S/CH₃OH摩尔比2/1、N₂流速80 mL/min、H₂S流速4.9 mL/min反应条件下合成甲硫醇,复合催化剂表现出优越的催化性能、稳定性及寿命,CH₃OH转化率、CH₃SH选择性和CH₃SH收率分别达到90.48%、90.04%和81.47%,催化剂寿命达到18 h。与单一ZSM-5分子筛相比,复合催化剂寿命延长了7 h,CH₃SH收率提高了13.97百分点。     

正戊烷芳构化生成丙烷反应路径及其工艺条件

选取3种不同硅/铝摩尔比的HZSM-5分子筛为正戊烷芳构化反应的催化剂,并对硅/铝摩尔比为90的分子筛进行锌改性制备改性催化剂,对几种催化剂进行吡啶-红外表征和NH3程序升温脱附表征,考察了正戊烷在各催化剂上的芳构化反应性能。结果表明：正戊烷主要在催化剂表面B酸中心上发生质子化裂解和氢转移反应生成丙烷,锌改性HZSM-5催化剂表面B酸量减少,不利于提高丙烷收率;在温度为420 ℃、进料质量空速为0.5 h-1、反应压力为0.5 MPa的条件下,正戊烷在硅/铝摩尔比为30的HZSM-5催化剂上反应可以得到57.57%的丙烷和11.95%的芳烃收率。     

ZSM-48分子筛合成及其应用研究进展

综述了ZSM-48分子筛的合成制备及应用研究进展。所选用的模板剂类型、碱金属离子类型与浓度、晶化温度、OH-/SiO2摩尔比等因素均影响ZSM-48分子筛的硅铝比、晶体结构与形貌;进而影响其催化反应性能和应用方向,还主要决定其制备成本。指出:鉴于ZSM-48分子筛独特、适宜的孔道结构及B酸酸位特性,使其在加氢异构反应中具有良好的异构选择性,如何低成本合成制备出低硅铝比、小轴径比的ZSM-48分子筛,成为当前及今后其被工业化应用的关键与研究重点。预期将在生产高品质的润滑油、生物质航煤以及在二甲苯异构化、甲苯歧化等化工原料方面具有广阔应用前景。     

正戊烷与甲醇制芳烃工艺条件的优化

以负载ZnO的ZSM-5为催化剂,利用固定床微型反应装置系统地考察了反应温度、反应空速、投料摩尔比对甲醇与正戊烷共芳构化反应的影响。结果表明：与单独芳构化相比,正戊烷与甲醇共芳构化可提高芳烃的选择性,抑制干气的生成;随着甲醇与正戊烷摩尔比的增大,正戊烷的转化率下降;正戊烷与甲醇在ZSM-5分子筛上进行芳构化反应的适宜反应条件为：温度475℃,烃基质量空速2 h^-1,甲醇与正戊烷摩尔比3∶1;在优化工艺条件下,正戊烷与甲醇共芳构化反应中芳烃的选择性可达31.68%。     

硅溶胶合成小品粒ZSM-5分子筛的研究

以液体硅溶胶作为硅源,分别考察水的加入量,模板剂用量,OH/SiO2的变化等因素对分子筛合成的影响.在XRD、SEM等分析表征的基础上,对在优化条件下所制备的ZSM-5分子筛进行了结构和催化反应性能研究.合成的小晶粒ZSM-5分子筛具有良好的MTP反应催化活性,在给定反应条件下,丙烯的选择性达到43.07％,C2=＋C3=的选择性为50.2％,P/E比在6以上.     

分子筛孔结构和硅铝比对催化裂化产品中乙烯选择性的影响

通过对不同结构及硅铝比的分子筛进行催化裂化反应中低温低转化率、高温高转化率裂解的反应以及反应温度对乙烯选择性影响的考察，认为：分子筛的孔径是影响乙烯选择性的主要因素，中小孔分子筛对乙烯的选择性都比大孔分子筛的好。在中小孔分子筛中，二维孔道对乙烯的选择性更好。在低温低转化率的条件下，随着HZSM—5分子筛硅铝比的增加，乙烯选择性基本变化很小；在高温高转化率的条件下，乙烯选择性随着HZSM—5分子筛硅铝比的增加而增加。