水热处理磷改性HZSM-5催化剂的研究

以催化裂化轻汽油馏分为原料,以水热处理磷改性HZSM-5为催化剂,在小型固定床反应装置上考察了水热处理改性方法制备催化剂的催化裂解性能。通过对HZSM-5分子筛催化剂水热处理,调变其酸性,达到多产丙烯的目的。确定催化剂改性最佳条件为：水热处理温度650 ℃,处理时间2 h,处理空速2 h^-1。HZSM-5水热处理后,明显改善催化剂的水热稳定性和活性,提高丙烯选择性。     

磷改性对ZSM-5分子筛石脑油催化裂解性能的影响

以HZSM-5分子筛为载体,以磷酸氢二铵为磷源,采用等体积浸渍法制备了磷改性ZSM-5分子筛,采用吡啶吸附红外光谱法研究了磷改性ZSM-5分子筛的酸性及水热稳定性,在小型固定床反应装置上进行了石脑油催化裂解反应研究.结果表明,适量磷(3％)改性显著改善了ZSM-5分子筛的酸性和水热稳定性,提高了ZSM-5分子筛催化剂的...     

磷改性HZSM-5分子筛催化环己烯水合反应活性

研究了磷和水热处理联合改性对HZSM-5分子筛的物化性能、表面酸性以及催化环己烯水合制备环己醇性能的影响.结果表明,磷改性联合水热处理改变了催化剂的表面酸强度,减少了酸中心数,加入适量磷,有利于提高催化环己烯水合制备环己醇的反应活性.催化剂改性的最佳条件:磷负载质量分数0.8%,水热处理温度570℃,水热处理时间2 h...     

改性HZSM-5对甲醇制汽油反应性能的影响

对HZSM-5分子筛改性是提高甲醇制汽油反应催化性能的有效方式,分别用非金属、稀土金属及水热处理对HZSM-5分子筛催化剂进行改性,考察改性方法对HZSM-5分子筛酸性、孔径和比表面积等性质的影响,同时对改性HZSM-5分子筛催化剂催化甲醇制汽油的汽油收率和芳烃含量等指标进行比较。结果表明,经La改性的催化剂可明显提高汽油收率,水热处理的催化剂反应产物汽油中的均四甲苯含量大幅增加。改性催化剂对反应的影响可一定程度验证相关理论。     

轻汽油催化裂解生产丙烯催化剂的研究

采用HZSM-5和改性的HZSM-5催化剂,以抚顺石油二厂初馏点~75℃的催化裂化轻汽油馏分为原料,在实验室连续固定床反应装置上进行了催化裂化轻汽油的催化裂解反应,考察了反应条件对催化裂化轻汽油裂解及芳构化反应的影响和A l2O3作为催化剂的载体对HZSM-5催化剂上催化裂解产品分部的影响,并且考察了载镧HZSM-5催化剂上主要产品分布的影响。研究结果表明,在载镧量5%左右的催化剂上,丙烯产率比改性前下降5%、芳烃产率下降15%;当催化剂中载体组分为30%时,丙烯产率最高为38.26%,芳烃产率为26.26%,同不使用载体相比,芳烃产率下降了5.1%。     

催化裂化汽油裂解制丙烯

以催化裂化汽油为原料,水热处理后的HZSM-5分子筛为催化剂,催化裂解制丙烯。比较了水热处理后的HZSM-5分子筛催化剂上负载镧和未负载镧的催化裂化性能,并考察了镧的最佳负载量。结果表明,水热处理后负载镧提高了催化剂活性、稳定性和丙烯选择性,负载镧质量分数为8%时,催化裂化性能最佳。当反应温度550 ℃和空速4 h-1时,丙烯收率12.51%。     

轻汽油催化裂解生产丙烯催化剂的研究

采用HZSM-5和改性的HZSM-5催化剂,以抚顺石油二厂初馏点约为75℃的催化裂化轻汽油馏份为原料,在实验室连续固定床反应装置上进行了催化裂化轻汽油的催化裂解反应,考察了反应条件对催化裂化轻汽油裂解及芳构化反应的影响和Al2O3作为催化剂载体对HZSM-5催化剂上催化裂解产品分布的影响。研究结果表明,当催化剂中载体组分为30％（wt）时,丙烯收率最高,为38．26％（wt）,芳烃收率为26．26％（wt）,同不使用载体相比,芳烃收率下降了5．1％。     

空壳型ZSM-5分子筛用于苯-乙醇烷基化制乙苯的研究

选用空壳型ZSM-5分子筛为母体催化剂,利用固定床反应器考察了煤基乙醇与苯烷基化制备乙苯反应条件对催化性能的影响,并在优化条件下评价空壳型HZSM-5母体催化剂的反应稳定性;研究了水热处理与P或Zn单组分对母体ZSM-5联合改性所得催化剂的烷基化催化性能。结果表明,空壳型HZSM-5母体催化剂用于苯与乙醇烷基化反应,连续反应100 h性能基本没有变化,苯转化率保持在13.4%左右、乙基选择性为97.8%,而二甲苯相对质量分数保持在3 400μg/g。经过单组分改性与水热处理联合改性的空壳型HZSM-5分子筛,可以进一步提高乙基选择性和降低二甲苯杂质质量分数,在苯/乙醇摩尔比为6、反应温度为340℃和空速为6 h^-1的优化条件下,苯转化率大于10%,乙基选择性大于99%,二甲苯相对质量分数低于700μg/g,具有很好的应用开发潜力。     

磷镍复合改性HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯

在离子交换法制备的Ni改性HZSM-5的基础上,采用等体积浸渍法引入不同含量的H3PO4改性,制备了磷镍复合改性的HZSM-5并用于乙醇脱水制乙烯。采用XRD、N2吸附脱附、PyTPD、27Al MAS NMR等表征手段考察了改性对分子筛的影响。结果显示:P添加后促进了骨架铝的脱离,导致强酸量进一步减少,提高了催化剂的使用寿命。活性评价结果表明,以8%磷酸改性的催化剂催化效果最好。然后考察了反应条件对其催化乙醇脱水制乙烯的影响,得到最适宜反应条件为温度260℃、质量空速1.5 h-1、进料乙醇体积分数为50%。在此条件下进行了稳定性测试,50 h内乙醇转化率大于97%,乙烯选择性高于98%,和仅用镍改性相比稳定性显著提高。     

PZSM-5分子筛催化剂用于烯烃催化裂解的研究

以固定流化床研究了不同磷含量改性的ZSM-5分子筛对混合₄烯烃催化裂解性能的影响,并以适当磷含量的催化剂进行了工艺条件试验。试验表明,磷与ZSM-5分子筛骨架中的羟基发生了化学作用,改善了催化剂的催化性能及水热稳定性;高负荷、高水比及适当增加磷的负载量,可以抑制烯烃裂解的氢转移反应,有利于提高丙烯选择性。     

全结晶ZSM-5分子筛催化剂研究及工业应用

制备了全结晶ZSM-5分子筛催化剂,采用XRD、SEM、N2物理吸附-脱附及NH3-TPD等对催化剂进行表征,并考察其用于碳四烯烃催化裂解制丙烯(OCC)反应的催化性能。结果表明,制备的全结晶ZSM-5分子筛催化剂比常规成型的催化剂具有更高的结晶度、更大的比表面积、更丰富的孔结构以及更多的活性中心。高空速有利于反应的进行,提高压力对反应不利,升高温度有利于提高产物丙烯收率。在实验室研究的基础上,将全结晶ZSM-5分子筛催化剂用于OCC工业装置,取得良好的应用效果。     

双金属改性ZSM-5-USY复合分子筛催化裂解正己烷制备低碳烯烃

为了获得催化裂解制备低碳烯烃的高效催化剂,以等体积浸渍法制备了系列单金属(Ce, Y, Zr, Mn, Cu)及双金属(Zr-Ce, Mn-Ce, Y-Ce, Cu-Ce)改性ZSM-5-USY复合分子筛催化剂,通过XRD, NH3-TPD, BET等方法表征了其物理化学性质,并将所制备催化剂用于催化裂解正己烷。结果表明,催化剂的弱酸量越多,正己烷转化率及C2~C4烯烃选择性越高,Zr-Ce共改性分子筛的催化活性较优。水蒸气处理对Zr-Ce/ZSM-5-USY催化剂的酸性及催化裂解产物分布有较大影响,经水蒸气处理的催化剂性能更稳定,可将裂解产物中低碳烯烃的选择性由20.02% (催化剂未经水蒸气处理)提高到57.55% (催化剂经水蒸气处理4 h)。研究了0.25% Zr-0.5% Ce/ZSM-5-USY催化体系的裂解反应动力学,正己烷裂解为一级反应,裂解活化能为88.93 kJ/mol。     

Synthesis of free template ZSM-5 catalyst from rice husk ash and co-modified with lanthanum and phosphorous for catalytic cracking of naphtha

ZSM-5 catalysts were synthesized from rice husk ash without using template and their catalytic activity has been investigated in catalytic cracking of light naphtha. Effect of hydrothermal temperature (170, 180 and 190?°C) on physicochemical properties of catalysts was investigated by BET, FE-SEM, FTIR, XRD and TGA-DTG analyses. The XRD analysis showed that hydrothermal temperature had great influence on crystalline structure of ZSM-5. Sample which was synthesized at 180 °C showed high crystllinity without any undesired alumina-silicate phases. The FE-SEM analysis showed that synthesis of ZSM-5 at 180?°C led to showed micro-scale hexagonal-shaped morphology. Furthermore, the textural properties of synthesized samples depend on the synthesis temperature drastically. Results of catalytic activity test showed that the synthesis temperature has great influence on the activity of ZSM-5 and the sample which synthesized with at 180?°C showed the highest catalytic activity. Furthermore, in order to improve the catalyst performance and the stability, both of Lanthanum and Phosphorus were used in catalytic cracking of naphtha. 2.5La–3P/ZSM-5 produced the highest light olefins yield. Catalyst modification of ZSM-5 by La and P, increased the ratio of propylene/ethylene from 1 to 2.     

La修饰ZSM-5分子筛催化剂用于C4烯烃催化裂解制丙烯

采用不同含量的La对ZSM-5分子筛进行改性，考察其在C₄烯烃催化裂解制丙烯反应中的催化性能。结果发现，少量La的引入不会破坏分子筛催化剂的骨架结构，改性后催化剂活性的变化是由于其表面酸性的改变而引起。分子筛催化剂表面酸量决定其C₄烯烃裂解反应活性，La的加入使催化剂表面酸量减少，从而使烯烃转化率降低。催化剂表面酸强度是影响其产物分布的主要因素，酸性越强，催化剂裂解能力越强，产物丙烯的选择性也就越高。尽可能提高催化剂表面强酸的酸量是C₄烯烃催化裂解制丙烯反应催化剂的研制方向。     

Pt/TiO2/ZSM-5催化剂的制备及其催化转化正丁烷

采用溶胶-凝胶法和等体积浸渍法,分别对ZSM-5分子筛进行TiO₂改性和Pt负载,获得了具有脱氢-裂解双功能的Pt/TiO₂/ZSM-5催化剂,采用XRD、N₂吸附-脱附、TEM、XPS和NH₃-TPD对样品的晶体结构,孔结构、形貌、活性金属价态和酸性质等进行了表征,并研究了正丁烷在此催化剂上催化转化制备低碳烯烃的反应规律。研究结果表明,TiO₂的引入,一方面使得改性后的ZSM-5分子筛获得了额外的酸性中心,特别是强酸性位含量的增加,有助于促进正丁烷的活化;另一方面Pt与TiO₂之间存在“金属-载体”强相互作用（SMSI）,在H₂还原气氛下,Pt能够促进TiO₂的还原,生成Ti³⁺物种,而Ti³⁺的存在增加了Pt周围的电荷密度,降低了Pt对低碳烯烃（C₂⁼～C₃⁼）的吸附能力,抑制了深度脱氢和生焦反应,从而提高双功能催化剂对烯烃的选择性。当H₂还原温度为450℃时,Pt/10TiO₂/ZSM-5催化剂在625℃下的正丁烷转化率为76.1%,低碳烯烃（C₂⁼～C₃⁼）收率为50.9%,分别比Pt/ZSM-5催化剂提高了16.7%和12.6%。     

La改性ZSM-5分子筛及其在催化裂解反应中的应用

采用高温水热法和等体积浸渍法将La离子负载于ZSM-5分子筛上得到了改性ZSM-5分子筛材料。水热法La改性样品改变了ZSM-5的晶胞尺寸,提升了其强酸、弱酸及总酸量。浸渍法改性样品也提高了其酸量但是对晶胞参数没有影响。将改性样品应用于正己烷催化裂解反应中,两种方法均得到了较高的双烯收率,其中水热法改性样品在空速为6 h^-1时乙烯收率和丙烯收率分别为23.39%和25.17%,这与原样相同空速下的乙烯丙烯收率（乙烯为21.19%,丙烯为21.04%）相比分别提升了约2%和4%,略高于浸渍法改性样品。在长周期反应寿命方面也有了显著提高,在空速为4 h^-1时,水热法改性样品（2000 min）和浸渍法改性样品（1600 min）均显著优于原样（800 min）。这些结果表明采用水热法La改性可以更好地提升ZSM-5分子筛在正己烷催化裂解反应中的性能。     

控ZSM-5分子筛酸性的方法研究进展(Ⅱ)非金属及金属改性

调控ZSM-5酸性一直是ZSM-5分子筛改性研究的重点。采用非金属、碱土金属及过渡金属等对ZSM-5分子筛进行元素掺杂改性是调控其酸性能的主要手段。可通过筛选改性元素种类、控制改性元素用量、对内外表面酸中心同时或分别改性等方法调控ZSM-5分子筛的酸性能。通常在一定范围内,磷、镁、钙元素掺杂改性后的ZSM-5分子筛强酸位点减少,而弱酸位点增加;硼元素掺杂改性后的ZSM-5分子筛只对弱酸位点发生作用;锌、镓元素掺杂改性后的ZSM-5分子筛会导致其B酸量减少,L酸量增加;铜、银元素掺杂改性后的ZSM-5分子筛由于发生氧化还原作用,其还原态Cu-ZSM-5和Ag-ZSM-5的B酸量较高,蒸汽稳定性较好,且裂解性能较高;钨元素掺杂改性后的ZSM-5分子筛也会使其酸量及酸强度降低。同时探讨了不同反应体系中分子筛酸性能与催化性能间的关系,为提高ZSM-5分子筛在各反应的催化性能提供依据。     

Enhancing propylene production from catalytic cracking of Arabian Light VGO over novel zeolites as FCC catalyst additives

The catalytic cracking of vacuum gas oil over fluid catalytic cracking (FCC) catalyst containing novel additives was investigated to enhance propylene yield. A conventional ZSM-5, mesoporous ZSM-5 (Meso-Z), TNU-9 and SSZ-33 zeolite were tested as additives to a commercial equilibrium USY FCC catalyst (E-Cat). Their catalytic performance was assessed in a fixed-bed micro-activity test unit (MAT) at 520 °C and various catalyst/oil ratios. The cracking activity of all E-Cat/additives did not decrease by using these additives. The highest propylene yield of 12.2 wt.% was achieved over E-Cat/Meso-Z compared with 9.0 wt.% each over E-Cat/ZSM-5 and E-Cat/TNU-9, at similar gasoline yield penalty. The enhanced production of propylene over Meso-Z is attributed to its mesopores that suppressed secondary and hydrogen transfer reactions and offered easier transport and accessibility to active sites. The lower enhancement of propylene over the large-pore SSZ-33 additive was due to its high-hydrogen transfer activity. Gasoline quality was improved by the use of all additives, as octane rating increased by 7-12 numbers for all E-Cat/additives.     

Utilization of ZSM-5/MCM-41 composite as FCC catalyst additive for enhancing propylene yield from VGO cracking

A micro-mesoporous ZSM-5/MCM-41 composite molecular sieve (ZM13) was synthesized and tested as an FCC catalyst additive to enhance the yield of propylene from catalytic cracking of vacuum gas oil (VGO). The catalytic performance of the additive was assessed using a commercial equilibrium USY FCC catalyst (E-Cat) in a fixed-bed micro-activity test unit (MAT) at 520?°C and various catalyst/oil ratios. MCM-41, ZSM-5 and two ZSM-5/MCM-41 composites were systematically characterized by complementary techniques such as XRD, BET, FTIR and SEM. The characterization results showed that the composites contained secondary building unit with different textural properties compared to pure ZSM-5 and MCM-41. MAT results showed that the VGO cracking activity of E-Cat did not decrease by using these additives. The highest propylene yield of 12.2 wt% was achieved over steamed ZSM-5/MCM-41 composite additive (ZM13) compared with 8.6 wt% over conventional ZSM-5 additive at similar gasoline yield penalty. The enhanced production of propylene over composite additive was attributed to its mesopores that suppressed secondary and hydrogen transfer reactions and offered easier transport and accessibility to active sites. Gasoline quality was improved by the use of all additives except MCM-41, as octane rating increased by 6?C12 numbers.     

Fe-Zn共改性ZSM-5催化作用下生物质快速热解特性研究

选取木屑和花生壳作为原料进行生物质热解,研究有机产物分布,催化剂使用Fe、Zn两种金属元素进行改性。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、傅里叶红外（FT-IR）、比表面积测试（BET）对Fe-Zn改性的ZSM-5进行分析。使用闪速裂解-气质联用仪（PY-GC/MS）对原料进行热解,探究生物质催化热解的产物分布变化。催化剂的使用使得芳烃类产物产率获得较大提升,在木屑热解中,Fe负载的分子筛催化获得了酚类的最高产率,比ZSM-5催化热解产率提升18.30%。金属改性催化剂在花生壳热解中,大幅提升了芳烃类产物产率,其中Zn负载催化剂芳烃类产物产率最高,Zn负载催化热解比直接热解的酚类产率降低了18.92%。Zn负载催化获得了最低的酮类产率,与直接热解相比酮类产率降低19.74%,显示出较强的脱羟基效果。此外Zn负载催化和Fe-Zn双金属负载催化在花生壳热解中都大幅降低了酸类产物产率,与直接热解相比酸类产率分别降低了30.46%、36.71%。