正己烷在FAU和MFI型沸石分子筛催化剂上的转化途径

 Based on the reaction pathways of n-hexane over catalysts and the molar selectivity of products, the independent reaction equations of n-hexane over zeolite catalysts are established. The correlation of independent reaction equations with molar selectivity of products is set up, and the molar selectivity of the independent reactions is calculated. The results show that the position of α cracking of C6 carbonium ion is favorable to the middle of carbon chain. The proportion of mono-molecular reactions over catalysts of MFI, MFI+FAU and FAU type are 75.87%,32.01% and 31.46%, respectively. The large products such as propane and propene are generated from both mono-molecular reaction mechanism and bi-molecular mechanism. The ratio of mono-molecular to bi-molecular reaction mechanism of n-hexane over zeolite catalysts is related to zeolite type. The molar selectivity of independent reactions is valid which is proved by n-hexane and H+.     

己烯-1和正己烷混合烃在FAU和MFI型分子筛催化剂上的竞争催化

在小型固定流化床装置上,以不同配比的己烯-1和正己烷混合烃为探针,研究了混合烃在300℃下,在3种不同类型分子筛催化剂上的催化反应。结果表明,在3种分子筛催化剂上,己烯-1和正己烷的催化反应具有竞争性。在FAU型分子筛催化剂上,己烯-1摩尔分数小于28.35%时,参与反应的正己烷物质的量变化不大;当己烯-1的摩尔分数大于28.35%时,正己烷很少甚至不参与反应。在MFI型和复合FAU型分子筛催化剂上,混合烃原料中己烯-1的存在对正己烷的转化以及正己烷的生成均有较明显的影响。混合烃催化反应中的骨架异构反应和双键迁移反应为竞争反应。对于MFI型和FAU型分子筛催化剂,己烯-1摩尔分数小于28.35%时,骨架异构反应占优;对于复合FAU型分子筛催化剂,己烯-1摩尔分数小于55.50%时,骨架异构反应占优。     

正己烷在分子筛上的裂化反应机理研究：Ⅰ.正己烷的裂化反 …

研究了正己烷在不同分隔筛上的裂化反应，用裂化反应链机理的观点统一了正己烷裂化反应中的单、双分子两种反应机理，进一步明确了某些基元反应步骤的发生过程，较好地解释了正己烷裂化反应的产物分布以及产物选择性和分子筛孔径的关系。基于裂化反应链机理，提出了“裂化反应链长（ＣＣＬ）”的概念，并将裂化反应链长与分隔筛的孔结构进行了关联。结果表明，在孔径较大的Ｙ，β等分子筛上，正己烷裂化反应有着较大的ＣＣＬ值，这意     

不同分子筛负载Pt催化剂上的正己烷异构化

 以不同分子筛为载体通过浸渍法制备了一系列Pt/分子筛催化剂,考察了正己烷在不同催化剂上的临氢异构化反应性能,同时也考察了分子筛的孔道结构对催化剂积碳性能的影响。分子筛的酸性和反应后催化剂上的积碳量分别通过NH3-TPD和TGA表征。结果表明,催化剂的异构化性能同时受分子筛的孔道结构和酸性的影响。具有一定量强酸中心、合适孔道结构的分子筛负载Pt的催化剂有利于提高正己烷异构化活性,正己烷异构化选择性依赖于分子筛的孔道结构,而酸性对异构选择性无直接影响。分子筛上的强酸中心越多,孔径越大,越有利于多甲基异构体的生成。此外,催化剂的抗积碳性能与分子筛的孔道结构有关。     

正己烷在分子筛上的裂化反应机理研究Ⅰ.正己烷的裂化反应链长

研究了正己烷在不同分子筛上的裂化反应 ,用裂化反应链机理的观点统一了正己烷裂化反应中的单、双分子两种反应机理 ,进一步明确了某些基元反应步骤的发生过程 ,较好地解释了正己烷裂化反应的产物分布以及产物选择性和分子筛孔径的关系。基于裂化反应链机理 ,提出了“裂化反应链长 (CCL )”的概念 ,并将裂化反应链长与分子筛的孔结构进行了关联。结果表明 ,在孔径较大的 Y,β等分子筛上 ,正己烷裂化反应有着较大的 CCL值 ,这意味着双分子的链传递反应在裂化链反应中占主要地位 ,有利于仅在链传递段中生成的异构烷烃的选择性 ;而在 ZSM-5 ,Ferrierite等小孔径的分子筛上 ,正己烷裂化反应的 CCL值较小 ,并接近 CCL 的理论极限值 2 ,这说明裂化反应主要由单分子的链引发和链终止反应来完成 ,其结果导致产物中烯烃选择性较高。与其它表征分子筛孔径或氢转移反应活性的参数相比 ,裂化反应链长既可用于表示氢转移、烷基转移等双分子反应在整个裂化反应中的比例 ,又和分子筛的孔结构有着良好的关联 ,因而 ,裂化反应链长 (CCL)是研究烷烃裂化反应机理以及关联裂化产物和分子筛孔结构性质的重要参数。     

正己烷在直接法高硅Y型分子筛上的催化裂化性能

研究了用直接合成法制备的高硅NaY分子筛和常规NaY分子筛在同样的条件下经离子交换成HY、水热处理成USY后,其催化裂化正己烷的催化性能.由直接法合成的高硅NaY分子筛和常规NaY分子筛经同样的条件处理所得的氢型和USY型试样的正己烷裂化的实验结果与常规Y试样相比,直接法高硅Y试样具有较高的转化率、氢转移指数和较好的异构化活性.     

纳米片型MFI分子筛催化裂解正己烷性能研究

针对传统的ZSM-5仅具有微孔结构、扩散路径长、易失活等缺陷,合成了纳米片型MFI分子筛（MFI-Al）,并进行了X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）、吡啶吸附红外和N₂吸附-脱附表征。与传统的ZSM-5相比,MFI-Al具有更高的比表面积（479 m²/g）、更多的介孔结构、超薄的片层结构以及更大的孔容（1.05 cm³/g）。利用固定床反应器,将其应用于催化裂解正己烷来评价其催化活性,并与ZSM-5进行对比。结果表明：MFI-Al具有更好的催化活性。MFI-Al催化正己烷的转化率在720 min后依然保持在80%左右,远高于ZSM-5催化的转化率（40%）。MFI-Al的丙烯选择性也高于ZSM-5。MFI-Al的积碳量仅为50.1 mg/(g cat),低于ZSM-5的积碳量（117.3 mg/(g cat)）。因此,MFI-Al因其特殊的形貌结构以及适量的酸性,增加了分子扩散效率和酸性位点的可接触性,使其具有更高的催化性能。     

正己烷在几种不同分子筛上的氢转移反应

以正己烷为模型化合物,在接近工业FCC过程的反应温度下,在实验室考察了反应条件对氢转移反应活性的影响,并着重对几种有代表性的分子筛以及新开发的新型中孔材料MCM系列分子筛在催化裂化过程中的氢转移反应性能进行了对比研究。结果表明,分子筛的氢转移反应性能主要受其结构类型和硅铝摩尔比（即酸性）的影响,宽敞的孔道结构和高密度的酸性位有利于氢转移反应的进行。     

正己烷在几种改性分子筛上的氢转移反应

以正己烷为模型化合物,在接近工业催化裂化(FCC)过程的反应温度下,考察了几种改性分子筛在催化裂化过程中的氢转移反应性能。结果表明,分子筛中引入适量的磷、硼以及经过酸改性,可以有效地提高选择性氢转移反应而抑制非选择性氢转移反应。     

正己烷在铂铬重整催化剂上的反应

考察了在连续流动条件下，正己烷在铂铬重整催化剂上的反应行为。结合ＴＰＲ、环己烷脱氢及异丙苯裂解等手段，研究铬的还原特性及其对催化剂双功能的调变。结果表明，低铬质量分数的催化剂（当ｗ（铬）＝３．００％时），不仅能提高铂催化剂的芳构化产率，抑制氢解，且能保持铂催化剂的初活性和稳定性。但催化剂中铬的质量分数较高时，铬破坏了催化剂原有的双功能匹配，使高铬质量分数催化剂性能呈现劣势。铬的这种作用与它本身的可还原程度及其对催化剂的调变功能密切相关。铬的引入使铂催化剂的金属功能略有下降，更主要的是调变了催化剂的酸功能。当双功能相互匹配时，铂铬催化剂才体现较好的催化剂的反应性质。     

1-己烯和正己烷混合烃在不同分子筛催化剂作用下的产物分布规律

以1-己烯和正己烷不同质量配比的混合烃（以1-己烯质量分数计）为模型化合物,考察在4种分子筛催化剂（ZRP-L,Beta-L,REY-L,DASY-L）作用下混合烃的裂化产物分布规律,分别计算了1-己烯在4种分子筛催化剂作用下对正己烷转化的贡献因子,阐述了不同分子筛催化剂下不同质量配比模型化合物对烯烃、烷烃、异构烃类以及芳烃选择性的影响。结果表明：在同种催化剂作用下,随着模型化合物中1-己烯含量的增加,烷烃和烯烃选择性呈现相反的变化趋势,反应具有竞争性;在4种催化剂作用下,随着1-己烯含量的增加,异构产物选择性均增加,增加幅度由大到小对应的催化剂依次为DASY-L≈REY-L＞Beta-L＞ZRP-L,与4种催化剂孔径大小有良好对应关系;在4种催化剂作用下的芳烃选择性均较低,模型化合物中1-己烯促进了芳构化反应的进行,芳烃选择性与催化剂酸量及酸强度有关,催化剂酸量越高、酸强度越小,芳烃选择性越高。     

正己烷热裂解链式反应机理和选择性分析

 采用柱塞流连续流动管式反应器考察了正己烷在923 K下的热裂解反应。结果表明,主要产物包括C2~C4烷烃、C2~C5烯烃、 异己烷、焦炭和H2。根据产物种类和选择性分布,建立了正己烷热裂解的自由基链式反应机理模型,并对所含各基元反应的选择性进行了定量分析。     

异丙苯在酸性催化剂上的主要化学反应路径

 采用小型固定流化床装置(ACE-Model R), 研究了反应温度在450～600℃范围内, 异丙苯在酸性催化剂上的主要化学反应路径。结果表明, 异丙苯在酸性催化剂上的主要化学反应有脱烷基反应、烷基侧链裂化反应、烷基转移反应和氢转移反应等, 其中脱烷基反应是最主要的化学反应, 其选择性为67%～88%;烷基侧链裂化反应选择性为1%～2%;烷基转移反应选择性为1%～10%; 氢转移反应选择性为1%～3%。提高反应温度既有利于脱烷基反应又有利于烷基侧链裂化反应, 烷基侧链裂化反应选择性的增加有利于C₁～C₂等小分子烃类和短侧链芳烃的生成, 但高温不利于烷基转移反应和氢转移反应.     

焦化蜡油在ZSM-5和USY催化剂上的裂化性能研究

在实验室重油微反装置上对比研究了焦化蜡油在ZSM-5和USY催化剂上的反应规律.实验结果表明,与USY催化剂相比,焦化蜡油在ZSM-5催化剂上的转化率虽然相对较低,但因ZSM-5分子筛对焦化蜡油中大分子氮化物进入分子筛孔道具有阻碍作用,使其对碱性氮化物中毒的敏感性明显降低;同时,在较低的转化率下,采用ZSM-5催化剂时液化石油气产率可达到23.6%以上,丙烯产率在10%以上.说明采用ZSM-5催化剂对催化裂化装置掺炼部分焦化蜡油多产丙烯具有重要意义.     

异丙苯裂化反应路径及苯生成影响因素分析

在催化裂化反应条件下，研究了异丙苯主要裂化反应路径以及反应过程中反应温度和分子筛类型对苯产率和选择性的影响规律。结果表明，异丙苯裂化中的主要反应为脱烷基反应和侧链质子化裂化反应，苯主要来自异丙苯的脱烷基反应；高温和择形分子筛有助于提高异丙苯裂化生成苯的产率和选择性；在反应温度为550℃、质量空速为8h-1、剂油质量比为6的条件下，异丙苯在择形分子筛催化剂上裂化生成苯的产率和选择性分别可达40%和55%以上。     

正庚烷在沸石催化剂上芳构化反应研究

以正庚烷为模型化合物,在固定床连续微型反应器装置上考察了催化剂的酸量、酸强度分布以及沸石含量对其在芳构化反应过程的影响。试验结果表明,ZSM-5沸石催化剂具有很好的芳构化反应活性,其芳构化反应活性不仅取决于催化剂的酸量和金属活性中心数,而且与催化剂上B酸位的分布密切相关,尤其是B酸位之间的距离。