丙烯在杂原子分子筛Ga-ZSM-5上的芳构化

考察了丙烯在 ZSM-5和 ZSM-5型镓硅分子筛(记为 Ga-ZSM-5)上的反应。温度较低时两者均使丙烯发生齐聚-裂解反应,自175℃起均开始产生芳烃,且芳烃产率均随温度升高而增加。反应结果表明,ZSM-5使丙烯齐聚物通过与小分子烯烃的氢转移反应生成芳烃,而在 Ga-ZSM-5上则主要是丙烯齐聚物直接脱氢环化实现芳构化。在 Ga-ZSM-5上芳烃产率比在 ZSM-5上高得多,对于 Ga-ZSM-5,Ga 含量增加,芳构化能力增强。     

低碳烃芳构化失活催化剂再生规律的研究

用热重法考察了低碳烃芳构化过程中结炭的H-ZSM-5和Ga-ZSM-5催化剂的脱炭热重曲线。建立了分段求算失活催化剂再生动力学参数的方法,并将计算结果与结炭反应条件进行了关联。结果表明:(1)Ga-ZSM-5比H-ZSM-6的再生活化能高;(2)丙烷芳构化时,催化剂的再生活化能比丙烯反应时的高;(3)高空速下进行芳构化反应有利于催化剂的再生。     

甲烷脱氢芳构化反应机理及Mo/HZSM-5催化剂研究进展

甲烷脱氢芳构化反应在“碳达峰”、“碳中和”和清洁能源利用等领域具有广阔的应用前景。从甲烷脱氢芳构化反应机理与催化剂积炭失活原因、催化剂性能提升方法和催化剂再生方法 3方面综述了甲烷脱氢芳构化反应及Mo/HZSM-5催化剂的研究进展,并对甲烷脱氢芳构化反应的应用前景及研究方向进行了展望。     

正己烷在Ga—ZSM—5上转化为芳烃的考察

考察了正己烷在杂原子分子筛Ga-ZSM-5上芳构化过程中反应温度和空速的影响。提高反应温度和降低空速均能使芳烃产率增加。在常压、500～550℃、WHSV1.8～0.6h~(-1)范围内,芳烃产率均大于60%;550℃、1.2h~(-1)时达71.3%。环己烷转化时芳烃产率更高,在550℃、1.8h~(-1)时达85.2%,且芳烃中苯含量达84.4%。环己烷在Ga-ZSM-5上直接脱氢成苯。正己烷在氢型ZSM-5上反应时芳烃产率低得多,550℃、1.8h~(-1)时仅38.6%,气态烷烃产率则相当高。实验结果表明,Ca-ZSM-5可望应用于把直链烷烃含量高的原料转化为芳烃。     

C_4烃类在ZSM-5分子筛催化剂上的芳构化(Ⅱ)

本文研究了ZSM-5分子筛催化剂经第二、第三和第五族一些元素的化合物改性处理后,对C_4烃类芳构化的催化效应。评选出了具有较高脱氢芳构化活性的锌-铜改性催化剂,研究了反应条件对反应结果的影响,及对反应产物分布的效应。并对催化剂的活性稳定性和再生性能与HZSM-5催化剂作了比较。试验结果表明:以锌-铜改性的ZSM-5分子筛催化剂,其脱氢芳构化活性和稳定性均比HZSM-5催化剂好。在反应温度550℃,重量空速1.7—2.3小时~(-1),以及常压不临氢条件下,连续反应8小时,总芳烃的平均收率为65—66％(重),C_6—C_8芳烃的平均收率达63—65％(重),液态烃中芳烃含量高至99％(重)左右。减活的催化剂经通空气再生,活性能完全恢复。     

烃类在HZSM－5和ZnHZSM－5上芳构化反应和动力学考察

研究了链烷烃、烯烃及环烷烃在ＨＺＳＭ－５和ＺｎＨＺＳＭ－５佛石催化剂上的转化反应特征，考察了ＺｎＨＺＳＭ－５沸石的改性Ｚｎ含量与ＺｎＯ对转化反应和产物分布的影响。结果表明，在低温条件下（＜４５０℃），链烷烃在ＺｎＨＺＳＭ－５沸石的直接脱氢芳构化活性中心上不易发生裂解，反应进行的第一步─表面正碳离子形成，其活性随Ｚｎ含量增加而降低。环烷烃在ＺｎＨＺＳＭ－５上转化动力学为非一级。在高温下，转化反应与芳构化活性则随Ｚｎ含量增加而提高，由于烯烃较活泼，在反应条件下首先产生部分热裂解，在ＺｎＨＺＳＭ－５上的芳构化反应为动力学一级。环己烷和甲基环己烷在ＺｎＨＺＳＭ－５上转化活性均低于ＨＺＳＭ－５上的转化活性，但它们在ＺｎＨＺＳＭ－５上直接脱氢芳构化生成相应本和甲苯。实验表明，环己烷和甲基环己烷在ＺｎＯ上于３５０～５５０℃范围内存在直接脱氢生成苯和甲苯的催化活性。作者利用脉冲反应技术测定不同反应物在ＺｎＨＺＳＭ－５沸石上转化和芳构化反应活化能，并探讨了烃类在ＺｎＨＺＳＭ－５上转化可能的反应历程。     

串联催化剂中锌对HZSM-5沸石催化甲醇制芳烃反应性能的影响

采用等体积超声浸渍法制备了一系列锌改性HZSM-5沸石催化剂,并采用ICP、XRD、FT-IR及NH3-TPD等表征手段对改性催化剂的物理化学性质进行了表征.通过构建串联催化剂针对性地探究了锌在甲醇制芳烃反应中的作用,尤其是对烯烃芳构化过程的影响.结果表明,锌的引入不仅提高了反应中脱氢芳构化活性,还抑制了氢转移反应,进...     

Ga改性HZSM-5的芳构化反应机理研究进展

Ga改性的HZSM-5分子筛整合了金属的脱氢能力,分子筛的酸催化及择型催化作用,是目前最为成熟的轻烃芳构化催化剂。本文以近年来在Ga/HZSM-5芳构化机理方面研究所取得的进展为基础,综述了Ga离子在催化剂制备及芳构化反应中的作用。接着结合机理方面的结论,讨论了Ga/HZSM-5催化剂的制备以及反应条件的影响。     

ZnHZSM-5上丙烷芳构化反应自身氢气气氛的影响

ＺｎＨＺＳＭ－５上的丙烷芳构化反应是一个包含原料脱氢、中间物脱氢、芳构化脱氢以及副产物加氢的复杂过程。热力学分析表明丙烷芳构化反应中产生的氢气会抑制丙烷脱氢生成烯烃。反应结果表明，随着芳烃收率的增加，丙烯的收率下降，丙烷脱氢处于准平衡状态。丙烷芳构化反应中产生的氢气致使乙烯加氢生成乙烷。在ＺｎＯ／ＨＺＳＭ－５上，随锌含量的增加，乙烷／乙烯比增加；产物的氢碳比开始减小，后又增大；反应产生的氢气分压开始增大，在锌含量大于０．６％后保持基本不变。这一切说明了低锌含量有利于脱氢生成氢气，提高芳烃选择性；而高锌含量时不仅脱氢过程加速，而且乙烯加氢生成乙烷也加剧，氢又在产物中重新分配，降低了芳烃的选择性，这是丙烷芳构化反应中芳烃选择性存在一个极限值的根本原因。     

在ZSM－5分子筛上引入Zn、Ga物种对乙烷芳构化的影响

报道了在Ｚｎ、Ｇａ改性的ＺＳＭ－５分子筛上进行乙烷芳构化与乙烯芳构化反应的结果，并考察了反应温度对Ｚｎ－ＺＳＭ－５催化剂乙烷芳构化性能的影响和催化剂Ｇａ－ＺＳＭ－５的焙烧时间对其性能的影响等。试验结果表明：（１）乙烷脱氢活化步骤是乙烷芳构化反应的控制步骤，Ｚｎ、Ｇａ物种对乙烷脱氢活化起着至关重要的作用，并且ｚｎ物种的作用大于Ｇａ物种。Ｚｎ、Ｇａ物种还能促进聚合环化物脱氢向芳烃转化：（２）升高反应温度对乙烷脱氢活化和聚合环化物脱氢有利，同时会使聚合环化物的裂解反应速度增加，因而在乙烷芳构化反应中存在最佳温度；（３）延长焙烧时间，有利于乙烷的活化及乙烯、Ｃ＿３等芳构化中间产物向芳烃的转化。     

镓硅酸盐沸石对低级烷烃芳构化的催化作用

考察了H-Ga-Silicate(镓硅酸盐沸石)对C_3—C_8直链烷烃芳构化的催化特性,并与H-ZSM-5进行了比较。对于正已烷的转化反应,在400—550℃范围内,H-Ga-Silicate的芳烃选择性比H-ZSM-5平均高出近40％。反应结果表明,芳烃主要是经由低碳烯烃生成的,在H-Ga-Silicate上烯烃齐聚物通过脱氢环化生成芳烃;而在H-ZSM-5上烯烃齐聚物主要通过氢转移实现芳构化。     

Cd-ZSM-5沸石催化剂的制备、表征和芳构化催化性能

采用离子交换、浸渍和混合三种方法制备镉改性ZSM-5沸石催化剂,考察了改性方法和镉含量对催化剂的表面酸性和Cd状态以及芳构化性能的影响。结果表明,加入镉降低了B酸性,Cd~(2+)与沸石结合形成了L_(1612)酸中心,其生成量取决于改性方法和Cd含量,并与芳构化活性提高有直接关系。     

Study on Catalytic Alkylation of Benzene with Methanol over ZSM-22 and ZSM-35

The ZSM-22 and ZSM-35 zeolites were synthesized via the hydrothermal crystallization method. The samples were characterized by XRD, SEM, N_2 adsorption-desorption, NH_3-TPD, TPO, TG, and Raman spectrometry, and the results showed that ZSM-22 and ZSM-35 possessed similar microporous volume and acidity. In the alkylation of benzene with methanol, ZSM-22 and ZSM-35 showed different coke location, coking rate and graphitizing degree. Compared with the industrial ZSM-5, ZSM-22 and ZSM-35 both showed higher selectivity of toluene and xylene(93.63% and 96.50%,respectively) during the alkylation of benzene with methanol, and the selectivity of para-xylene in xylene isomers was51.96% and 41.45%, respectively. Meanwhile, the selectivity of ethylbenzene and C_9~+ aromatics was also lower than that of industrial ZSM-5.     

Ethane aromatization on Ga-Pt/HZSM-5 zeolites prepared by solid-state modification

The results of a comparative study of the catalytic properties of gallium and platinum pentasil (ZSM-5) zeolites, prepared according to the solid-state modification and impregnation techniques, in the ethane aromatization reaction are reported. It has been found that the procedure for the preparation of bimetallic catalysts has no substantial effect on their activity and selectivity for aromatic hydrocarbons. The formation of the active sites of the catalysts obtained by solid-state modification was investigated with the use of X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy, and it has been supposed that Ga-Pt clusters similar to the species revealed earlier in bimetallic pentasil catalysts prepared by impregnation are produced as a result of topochemical reactions involving hydrogen. Based on the catalytic and physicochemical data, a reaction scheme for the ethane aromatization on Ga-Pt/HZSM-5 is proposed, which suggests the involvement of bimetallic clusters in a key step, the dehydrogenation of ethane followed by the formation of ethylene oligomers and their dehydrocyclization.     

低碳烃芳构化催化剂结炭规律的研究

测定了低碳烃芳构化过程中Ga-ZSM-5的活性、结炭量、结炭C/H比、酸密度等,考察了结炭量与它们间的关系,提出了Ga-ZSM-5的多层多中心结炭失活模型:(1)结炭先发生在沸石晶体外表面(结炭2％前);然后主要在孔道交叉点结炭(2—8％间);结炭8％后,一些小分子烃被阻封在孔内,构成孔内积炭。(2)对Ga-ZSM-5,酸中心先结炭,只酸中心中毒。引起的失活效应小;当它与Ga中心同时结炭时,产生协同失活效应,引起的失活较显著。     

NiP/ZSM-5催化异构化及芳构化

以正辛烷作为探针分子 ,在连续微反装置上考察了不同浸渍法改性NiP/ZSM -5催化剂的异构化和芳构化的反应性能 ,探讨了工艺条件对择形催化反应的影响。结果表明 ,改性后的NiP/ZSM -5催化剂表现出较高的转化活性。在压力 1 2MPa、温度 3 2 0℃、氢 /烃体积比为 40 0 /1、液态空速 4h- 1 的最佳反应条件下 ,正辛烷反应的转化率、液体产物收率、异构化和芳构化产物的选择性分别为 79 80 %、41 83 %、10 83 %和 17 79%。与分步浸渍法相比 ,采用共浸渍法制备的催化剂上B酸和L酸分布更为均衡 ,因而表现出更好的反应性能。     

Zn-Pt-Re/ZSM-5催化剂上烷烃芳构化反应规律的研究;

以正己烷、正庚烷、正辛烷、甲基环戊烷及环己烷为模型化合物,在固定床连续微型反应器上研究不同碳数和结构的烷烃在催化剂Zn-Pt-Re/ZSM-5上的芳构化反应规律,并与传统重整催化剂的芳构化性能进行比较。结果表明：在反应温度小于450 ℃时不同烷烃生成芳烃从难到易的顺序为正己烷＞环己烷＞甲基环戊烷＞正庚烷≈正辛烷;在反应温度大于450 ℃时芳烃收率均在90％以上。烷烃在传统重整催化剂CB-8上直接脱氢环化生成环烷烃,然后再脱氢生成芳烃。烷烃在Zn-Pt-Re/ZSM-5催化剂上的反应按两种机理进行：小部分烷烃直接脱氢环化生成环烷烃,然后再脱氢生成芳烃;大部分烷烃先裂解为低碳烯烃,再发生聚合、环化、脱氢等反应生成芳烃。     

硅磷酸铝分子筛SAPO-34的合成

用水热法合成了SAPO-34分子筛。在Si-P-Al三组份相图上给出了生成SAPO-34的纯相区域。在H_2O和TEAOH为指定浓度的情况下,当P/Al>1时,产物主要为致密相AlPO_4;当P/Al≤1时,合成了一系列不同组成的SAPO-34。P-Al体系中不能产生SAPO-34结构的沸石,但加入ZnO或MgO合成出了ZAPO-34和MAPO-34。HSAPO-34作为甲醇转化制低碳烯烃的催化剂,C_2=-C_4~(?)和C_2~(?)的选择性分别为89％和57—59％,C_2=/C_3=为2.24—2.31,远优于HSAPO-5和HZSM-5。