复合分子筛催化剂在正十六烷临氢异构化反应中协同作用的研究

选用SAPO-11分子筛和不同硅铝比的β分子筛,制备了一系列单一分子筛和复合分子筛催化剂。以正十六烷为模型化合物,对催化剂的异构化反应活性和选择性进行对比。结果表明,将硅铝比为700的β分子筛与SAPO-11复合后,复合分子筛催化剂的多支链异构烃收率明显增加,并且随着反应温度的升高,异构烃收率仍可以保持在较高的水平。BET,XRD,NH3-TPD及吡啶吸附的红外光谱表征结果表明,复合分子筛中两分子筛酸性的相对强弱影响协同作用的发挥。     

伊利石合成SAPO-11分子筛及其临氢异构化性能

以酸洗伊利石为原料,采用水热法合成SAPO-11分子筛,采用等体积浸渍法制备成型SAPO-11分子筛催化剂,采用XRD、N₂吸附-脱附、SEM和TEM等分析手段对SAPO-11分子筛样品进行了分析表征,考察合成条件对合成SAPO-11分子筛晶相结构的影响,并以正辛烷为模型化合物评价了成型SAPO-11分子筛催化剂的临氢异构化反应性能。结果表明：以酸洗伊利石为原料合成SAPO-11分子筛的最佳条件为：晶化温度180 ℃,晶化时间36 h,n(SiO₂)/n(Al₂O₃)=0.5,n(P₂O₅)/n(Al₂O₃)=1.2,n(模板剂)/n(SiO₂)=3.5;在反应压力1.5 MPa、反应温度360 ℃、质量空速1.5 h^-1、V(H₂)/V(正辛烷)=300的条件下,以正辛烷为模型化合物在Ni/SAPO-11分子筛催化剂作用下进行临氢异构化反应,正辛烷转化率为52.94%、异构体收率为42.95%、单支链异构体的选择性为74.28%、双支链异构体的选择性为6.85%,该催化剂异构化反应性能较好。     

Pt/SAPO-11催化剂上长链烷烃临氢异构化产物分布规律的研究

以正十四烷(C14)在Pt／SAPO-11催化剂上的临氢异构化为模型反应，探索了长链烷烃临氢异构化反应机制和产物分布的变化规律。结果表明，反应遵循含过渡态的平行-顺序反应机制。温度升高，转化率、多支链异构体和裂解产物的收率持续升高，单支链异构体收率呈先升高后降低的变化规律；压力升高，转化率降低，单甲基异构体选择性明显提高；空速或n(H2)／n(C14)升高，转化率降低，单甲基异构体选择性呈升高趋势。随着反应转化率的升高，支链靠近碳链中心的单甲基异构体分布先增多然后趋于稳定。在压力0．5～1．5MPa、温度310～330℃条件下进行反应，可获得较佳的产物分布。     

Pd/SAPO-11双功能催化剂异构化性能研究

以ｎ－Ｃ８＾０为探针分子，分别考察了Ｐｄ载量、分子筛结晶度和分子筛中Ｓｉ含量对Ｐｄ／ＳＡＰＯ－１１双功能催化剂异构化性能的影响。结果表明，适宜的Ｐｄ载量是催化剂发挥催化作用的基础；较低结晶度、中等Ｓｉ含量的ＳＡＰＯ－１１分子筛异构化性能较好。     

不同分子筛负载镍催化剂的正辛烷异构化和芳构化性能

选用SAPO-11,USY,ZSP-3三种分子筛为载体,浸渍镍制备催化剂;采用BET、XRD、程序升温氨脱附（NH3-TPD）以及吡啶吸附-脱附红外光谱法对催化剂进行表征。以正辛烷为模型化合物,在临氢的条件下,考察催化剂的异构化及芳构化性能。结果表明：Ni/SAPO-11具有最好的异构化选择性和较好的芳构化选择性,但转化率最低; Ni/ZSP-3虽然具有最高的转化率和芳构化选择性,但其异构化选择性最低;Ni/USY的选择性和转化率均介于两者之间,但芳构化选择性最差。稀土改性可以调节ZSP-3分子筛为载体的催化剂表面酸中心分布,提高异构化和芳构化选择性。     

Pt/MeAPSO-11在正十二烷临氢异构化反应中的催化性能

采用水热法合成了Mg、Mn和Ni取代的不同Si含量的SAPO-11分子筛,并采用XRD、XRF、SEM、NH3-TPD和TG/DTG手段进行了表征.担载Pt后,采用H2化学吸附法测定了Pt的金属性质,并测定了Pt/MeAPSO-11在正十二烷临氢异构化反应中的催化性能.结果表明,Mg、Mn和Ni引入SAPO-11分子筛的骨架,产生了新的酸性位,提高了SAPO-11分子筛的酸性.含不同金属原子的SAPO-11的酸性强弱顺序为MgAPSO-11＞MnAPSO-11＞NiAPSO-11＞SAPO-11.在正十二烷临氢异构化反应中,Pt/MeAPSO-11表现出较高的活性和异构化选择性,但受MeAPSO-11的酸性和Pt的脱氢/加氢性能的作用,当Si含量较低时,各催化剂的活性顺序为Pt/MgAPSO-11＞Pt/NiAPSO-11＞Pt/SAPO-11＞Pt/MnAPSO-11;当Si含量较高时,其活性顺序为Pt/SAPO-11＞Pt/NiAPSO-11≈Pt/MgAPSO-11＞Pt/MnAPSO-11.     

NiP改性Hβ分子筛的正辛烷临氢异构化和芳构化性能

以正辛烷作为反应模型化合物,在连续微型反应器上考察了经Ni和P改性的Hβ分子筛的临氢异构化和芳构化性能,并探讨了不同Ni、P含量对Hβ表面酸性的影响。实验表明,Ni的引入使Hβ表面B酸减少,L酸增加,反应活性提高。转化率随着Ni含量的增加而增加,液相产物及临氢异构化和芳构化选择性下降,适宜的Ni质量分数为1 5%～2 0%;P的引入有利于进一步调变Ni/Hβ的B酸和L酸分布,抑制积碳并延长催化剂寿命,适宜的P质量分数为1 7%～2 5%;Ni金属硫化态与氧化态、还原态相比,硫化态较适合于长链烷烃的临氢异构化和芳构化反应。     

稀土改性SAPO-11分子筛及其异构化性能

采用过量溶液浸渍法,以硝酸镧为改性剂,对SAPO-11分子筛进行了稀土改性。结果表明:与未改性SAPO-11分子筛相比,改性后La/SAPO-11分子筛颗粒完整,具有较高的结晶度,介孔比表面积和介孔孔体积均增加,水热稳定性明显改善;在分子筛加入质量分数为6%的条件下,与ZSM-5分子筛相比,在La/SAPO-11（负载La质量分数为4%）分子筛制备的催化裂化（FCC）催化剂生产的产物中,汽油收率（质量分数,下同）与轻质油收率分别提高了0.34,0.24个百分点,汽油研究法辛烷值增加了0.5个单位;由该分子筛制备的FCC催化剂催化性能提高,异构化性能明显增强。     

晶种硅烷化合成小粒径SAPO-11分子筛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8.0μm减小到1.0μm;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。     

MCM-41和氧化锆负载铂-磷钨酸双功能催化剂的正戊烷临氢异构化性能

分别以MCM-41分子筛和氧化锆为载体,采用共浸渍法制备了负载Pt和磷钨酸的金属-酸性位双功能催化剂,在常压、临氢条件下研究了两种不同载体负载的催化剂对正戊烷异构化反应的催化性能;采用XRD,FTIR,XPS,NH_3-TPD等手段对试样进行了表征。表征结果显示,以氧化锆为载体的催化剂中载体与活性组分之间存在明显的相互作用,而以MCM-41分子筛为载体的催化剂中则未明显表现出载体和活性组分之间的相互作用;与以MCM-41分子筛为载体的催化剂相比,以氧化锆为载体的催化剂保持了较强的酸强度,且催化剂中的Pt元素具有更好的还原度。实验结果表明,以氧化锆为载体的催化剂在较低贵金属和磷钨酸负载量的条件下表现出更高的异构化催化性能,这可能归因于氧化锆和活性组分之间存在的相互作用、催化剂中金属组分更易被还原以及具有更高的酸强度。     

Ni-WO3/ZrO2固体强酸催化剂的制备及催化正庚烷异构化反应性能

采用浸渍法制备了以具有一定晶相结构的ZrO₂为载体的Ni-WO₃/ZrO₂系列固体强酸催化剂。采用XRD、BET、NH₃-TPD 等方法测定了Ni-WO₃/ZrO₂系列催化剂的晶相结构和表面酸性,并考察了其在正庚烷异构化反应中的催化性能。结果表明,Ni的引入使得Ni-WO₃/ZrO₂催化剂由具有单一酸中心催化功能的催化剂变成由酸中心与金属中心共同催化的双功能催化剂,其催化性能显著提高。在n(H₂)/n(n-C₇H₁₆)=12、MHSV=3.52 h^-1、m(Cat)=0.3 g、反应温度300℃条件下,载体焙烧温度800℃所制备的5%Ni-15%WO₃/ZrO₂催化剂催化正庚烷异构化反应的转化率可达39.96%,异庚烷的选择性可达94.79%。     

HPMo-Ni/La-MCM-41催化正庚烷异构化反应

采用浸渍法制备了以La-MCM-41为载体的HPMo-Ni/La-MCM-41系列催化剂。采用XRD、N₂吸附-脱附、FT-IR、SEM、Py-IR、NH₃-TPD等手段表征所制备催化剂,并考察了它们在正庚烷异构化反应中的催化性能。结果表明,与MCM-41相比,La-MCM-41表面具有弱酸性,HPMo在La-MCM-41表面负载更有利于保持其Brönsted酸酸酸性和酸强度。在反应温度280℃,还原温度370℃,还原时间4h,MHSV=3.52 h^-1,n(H₂)/n(C₇H₁₆)=12的条件下,20%HPMo-5%Ni/La-MCM-41催化剂催化正庚烷异构化反应的转化率为22.7%,异庚烷的选择性为63.5%。反应产物中多支链异庚烷比例较高,表明所制备的HPMo-Ni/La-MCM-41催化剂在长链烷烃异构反应中具有很好应用潜力。     

ZSM-5/SAPO-11复合分子筛的制备及乙醇脱水催化性能

以拟薄水铝石、磷酸和硅溶胶为原料,以二正丙胺为模板剂,采用包埋法合成了ZSM-5/SAPO-11双微孔结构复合分子筛,并通过XRD、SEM、TEM、FT-IR、BET、NH₃-TPD等手段对复合分子筛进行了表征。结果表明,合成的复合分子筛是一种ZSM-5(核)/SAPO-11(壳) 式双微孔复合分子筛。将该复合分子筛用于乙醇脱水制乙烯反应,虽然催化活性略低于ZSM-5分子筛,但稳定性比ZSM-5有大幅度提高。综合考虑催化活性和稳定性,ZSM-5/SAPO-11复合分子筛更适合作为乙醇脱水制乙烯的催化剂。     

Ni-WO_x催化剂上正庚烷的加氢异构化反应

采用浸渍法制备了Ni-WOx催化剂,在常压连续流动固定床反应器上考察了Ni-WOx催化剂对正庚烷加氢异构化反应的催化性能,讨论了焙烧温度、Ni含量、还原温度和反应条件对Ni-WOx催化剂性能的影响,采用X射线衍射对Ni-WOx催化剂进行了表征。实验结果表明,当焙烧温度为800℃、还原温度为525℃、Ni质量分数为2%时,Ni-WOx催化剂的性能较好,催化剂的活性组分主要为WO2。在300℃、正庚烷重时空速0.68h-1、H2流量18mL/min、反应时间6h的条件下,在该催化剂上正庚烷的转化率达到49.39%,异构庚烷选择性达87.34%。正庚烷在该催化剂上按双功能机理进行加氢异构化反应。     

NiW/SAPO-11催化剂孔结构性质对其柴油异构降凝性能的影响

选用SAPO-11分子筛代替传统的ZSM-5分子筛作为酸性载体,Ni和W作为金属组分制备异构降凝催化剂。利用扩孔剂炭黑对催化剂进行扩孔处理,提高催化剂的传质性能,促进原料和产物分子的扩散。以长庆直馏柴油为原料,采用高压固定床微反装置,考察了扩孔剂含量对催化剂异构降凝催化性能的影响。结果表明,随着扩孔剂含量的增加,催化剂的孔容不断增大,大孔数量不断增多,其柴油异构降凝性能逐渐加强。其中, 7%C/NiW/SAPO-11催化剂的异构降凝催化性能最好,在反应温度340℃、反应压力4.0 MPa、空速1.0 h^-1、氢/油体积比500的条件下,凝点由0℃降至-11℃,柴油收率高达98%。     

正十六烷在Pt/SAPO-11上的临氢异构反应

制备了Pt/SAPO-11双功能催化剂,采用XRD、NH_3吸附-脱附等分析方法对制备的催化剂进行表征,对正十六烷在Pt/SAPO-11双功能催化剂上的临氢异构反应进行了研究,考察了氢分压、反应温度、氢烃体积比和液态空速等反应条件对催化剂性能的影响,探讨了催化剂的焙烧温度和还原温度对催化剂性能的影响。表征结果显示,Pt/SAPO-11双功能催化剂的孔结构对性能影响较小,而催化剂的弱酸性有利于异构选择性。实验结果表明,氢分压高对于烷烃临氢异构反应活性有不利的影响,而反应温度的选择需兼顾异构活性及选择性,氢烃体积比对反应无明显影响;催化剂的焙烧温度、还原温度对催化剂的活性和异构选择性有较大影响,在适当的温度范围内制备的催化剂有较好的活性和选择性。     

Pt/SAPO-11催化剂上苯加氢转化及苯对正十四烷异构化反应的影响

在10 mL连续流动固定床反应装置上,以苯的转化为模型反应考察了Pt／SAPO-11异构化催化剂的加氢性能及苯对正十四烷异构化反应的影响。结果表明,Pt／SAPO-11催化剂具有良好的加氢性能;苯的加入对正十四烷的异构化反应没有明显影响。苯的转化为温度敏感型反应,临氢条件下以生成加氢产物环己烷和加氢异构化产物甲基环戊烷为主,裂解反应产物极少。低温、高压、低氢分压和低空速有利于苯的加氢转化;产物选择性主要与温度有关,其它反应条件的影响很小;提高反应温度有利于加氢异构化产物甲基环戊烷的生成。正十四烷存在时反应历程发生改变,苯加氢产物以生成环己烷为主,由苯加氢中间体与正十四烷发生氢转移反应生成。     

梯度孔SAPO-11分子筛的合成及Pt/SAPO-11催化剂的加氢异构化性能

以薄水铝石、硅溶胶和磷酸为原料,正二丙胺为有机模板剂,癸二胺或二甲基十八烷基［3 三甲氧基硅丙基］氯化铵为软模板剂,采用水热法合成出梯度孔SAPO-11分子筛。采用X射线衍射、BET物理吸附、扫描电子显微镜、吡啶吸附红外等手段对SAPO 11分子筛载体进行了表征。以正十四烷作为模型化合物,在高压微型反应装置上评价了由上述SAPO-11载体制备的Pt/SAPO-11催化剂上的加氢异构性能。结果表明,在相同的反应条件下,以梯度孔SAPO 11为载体制备的Pt/SAPO-11催化剂的异构化活性和单支链异构体选择性比常规SAPO-11为载体的催化剂有明显提高。