ZSM-5/MCM-41介孔硅铝分子筛担载Pd和Pt制备加氢脱硫催化剂

将ZSM-5溶于偏硅酸钠水溶液,以十六烷基三甲基溴化铵作模板剂,用水热合成法自组装合成了具有较强酸性和不同SiO₂/Al₂O₃摩尔比(n(SiO₂)/n(Al₂O₃))的ZSM-5/MCM-41介孔硅铝分子筛（记为ZM(x),x=n(SiO₂)/n(Al₂O₃)）。以二苯并噻吩（DBT）质量分数为0.8%的十氢萘溶液为模型化合物,考察了Si-MCM-41和ZM(x)担载的Pd和Pt催化剂催化加氢脱硫（HDS）反应的活性。结果表明,担载Pt和Pd不会破坏ZM(x)的介孔结构;DBT在Pd催化剂上主要通过加氢路径脱硫,而在Pt催化剂上则直接脱硫和加氢2条反应路径并重;Si-MCM-41为载体的催化剂HDS活性较低并且失活较快,以ZM(x)为载体的Pd和Pt催化剂加氢活性、加氢脱硫活性、加氢裂化活性及稳定性都有显著提高;ZM(x)担载的Pt和Pd催化剂催化HDS反应的活性可能与其活性组分分散度以及载体的B酸和L酸比例（B/L）有关,具有较好的活性组分分散度和较高B/L比例的ZM(60)担载的Pd和Pt催化剂表现出最佳的加氢脱硫活性和稳定性。     

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。     

介孔Ni/Al2O3催化剂用于月桂酸甲酯加氢脱氧：Al2O3结构和物相的影响

通过高温焙烧制备了介孔Al₂O₃载体,再用湿浸渍法制备了负载型介孔催化剂Ni/Al₂O₃。利用XRD,N₂吸附-脱附,H₂-TPD等对催化剂进行了表征,并以月桂酸甲酯为反应物,评价了催化剂的加氢脱氧性能。实验结果表明,制备的Ni/Al₂O₃催化剂保持了载体Al₂O₃的介孔结构,且随载体焙烧温度的升高,催化剂的比表面积降低、平均孔径增大、金属Ni的晶粒尺寸增大、活性氢物种的供应能力呈火山型变化趋势。载体比表面积的适当降低,有利于催化剂表面活性中心的形成,提高催化剂的活性氢物种供应能力;催化剂孔径增大能促进反应物和产物分子的迁移扩散。NiAl-700具有最佳的活性氢物种供应能力和大的平均孔径,在400℃、2.0 MPa、H₂/油体积比500、液态空速1.5 h^-1的条件下,月桂酸甲酯转化率为77.53%,烷烃选择性为71.0%,主...     

氧化物掺杂HY分子筛催化剂对碳四烷基化反应性能的影响

将Al₂O₃中掺入不同氧化物作为黏结剂,然后和HY分子筛通过挤条成型制备不同氧化物掺杂Y-Al₂O₃催化剂,采用XRD、XRF、BET、MAS NMR、NH₃-TPD、Py-IR等手段对催化剂进行表征,并考察催化剂作用下异丁烷-丁烯烷基化反应性能。结果表明：Al₂O₃黏结剂和HY分子筛之间的相互作用可以增强催化剂的酸量和酸强度,进而提高HY分子筛催化剂在C₄烷基化反应中的寿命和选择性;在催化剂用量5 g、温度75℃、压力3 MPa、质量流量100 g/h条件下,相比于未掺杂氧化物的催化剂,SiO₂掺杂Al₂O₃黏结剂制备的催化剂作用下异丁烷-丁烯烷基化反应的选择性和稳定性大幅改善,Y-Al₂O₃-SiO₂催化剂作用下目标产物C₈平均选择性为80.2%,催化剂寿命...     

加压下噻吩催化加氢脱硫反应动力学几个问题的研究

在40～150Kg/cm²氢压下用管弹式谐振式反应器研究了氢-噻吩十二烷-催化剂体系三相床中催化加氢脱硫反应的形式动力学.在245～300℃范围内用小于0.5mm粒径的催化剂得到了消除外扩散及内扩散影响的动力学关系为:反应速率r=k'P_HC_TP,k'=1.12×10^-4(分^-1,大气压^-1)(267℃,NiMo/Al₂O₃）;上述条件下活化能为24700卡/克分子;当催化剂粒度大于0.5mm时内扩散影响加大使颗粒有效系数η下降.用四氢萘部分代替十二烷的作用,发现无论是在NiMo/Al₂O₃还是在铁系催化剂上都使噻吩的加氢脱硫转化率下降,即在此条件下四氢萘没有供氢作用.     

制备方法对Zr-Fe基乙苯脱氢催化剂性能的影响

分别采用浸渍法、溶胶-凝胶法、水热合成法和共沉淀法制备了Al₂O₃负载的Zr-Fe基催化剂25 Zr 5 Fe/Al₂O₃,相应标记为25 Zr 5 Fe/Al₂O₃-imp,25 Zr 5 Fe/Al₂O₃-sol-gel,25 Zr 5 Fe/Al₂O₃-ht和25 Zr 5 Fe/Al₂O₃-cop;对其进行了XRD,BET,H₂-TPR,NH₃-TPD表征,考察了其晶相组成、孔结构、氧化还原性、酸性等性质;将制备的这4种基催化剂用于乙苯脱氢反应中,结合乙苯脱氢活性,简要分析了其构效关系。结果表明：这4种25 Zr 5 Fe/Al₂O₃催化剂的乙苯脱氢催化初始活性顺序与其所含有的中强酸含量高低顺序一致,即从大到小依次为25 Zr 5 ...     

Fe2O3的表征及其催化2,4-甲苯二氨基甲酸甲酯分解反应性能

采用多种方法制备了Fe₂O₃催化剂,并以市售Fe₂O₃为参比物,通过BET、NH₃-TPD、XRD、SEM及FTIR等手段分析其结构特征,考察其催化分解2,4-甲苯二氨基甲酸甲酯(TDC)制备2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)的反应性能。结果表明：含有SiO₂的Fe₂O₃催化剂的催化效果较好;外购Fe₂O₃催化效果好主要与其孔径较大以及含有SiO₂组分有关;在较优反应条件下,TDI的收率可达到84.6%。进一步研究Fe₂O₃和SiO₂双组分催化剂的催化效果,表明双组分催化剂的催化效果比单组分的Fe₂O₃、SiO₂效果都要好,Fe₂O₃和SiO₂之间存在的协同增效作用,有利于TDC的分解反应。     

5-羟甲基糠醛加氢催化剂的性能研究

介绍了负载型5 羟甲基糠醛(HMF)加氢催化剂的制备方法，对所制备的催化剂进行了N₂吸附-脱附等温线、透射电镜、氢氧滴定、吡啶红外等表征，并采用高压反应釜装置对其催化加氢性能进行了评价。比较了Ru、Rh、Pd、Pt 4种贵金属，MoO₃、WO₃、ReO₃ 3种助剂，SiO₂、Al₂O₃、Y型分子筛、S-1分子筛、MCM-41介孔材料5种载体对HMF加氢反应催化剂性能的影响，结果表明，以SiO₂为载体负载Pt及助剂MoO₃制得的催化剂性能较好。HMF呋喃环侧链C—C键和C—O键的断裂是引发后续副反应的重要原因，抑制HMF呋喃环侧链C—C键和C—O 键的断裂是提高HMF加氢反应目标产物选择性的关键。     

超稳含硅介孔Al2O3及其催化裂化应用

利用水解正硅酸四乙酯对薄水铝石进行后修饰,通过焙烧可以得到含硅Al₂O₃。采用X射线衍射、红外、物理吸附、固体核磁共振、NH₃程序升温脱附等手段表征含硅Al₂O₃的孔道结构和酸性质。考察了含硅Al₂O₃的热稳定性和水热稳定性及其对烃类的催化裂化活性。结果表明,SiO₂主要以单层形式嫁接在γ-Al₂O₃表面Al-OH上,形成了Si-O-Al键,并大幅提高其对烃类的裂化活性。当1 nm2的γ-Al₂O₃表面含32个Si原子时,其对异丙基苯的催化裂化转化率为原料γ-Al₂O₃的27倍。在1100℃高温空气下焙烧,或在800℃高温水蒸气气氛下焙烧,含硅Al₂O₃的晶体结构和催化活性都能较好地保留。     

氮化物对多孔ZSM-5沸石和Al2O3负载NiMo催化剂加氢脱硫性能的影响

分别以多级孔ZSM-5沸石(ZSM-5-H)和γ-Al₂O₃为载体,制备了NiMoS/ZSM-5-H和NiMoS/γ-Al₂O₃催化剂,采用X射线衍射(XRD)、N₂吸附-脱附、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)等分析方法对催化剂的结构和性质进行了表征,考察了碱性氮化物喹啉和非碱性氮化物吲哚对4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)和二苯并噻吩(DBT)在2种催化剂上加氢脱硫性能的影响。结果表明：与ZSM-5相比,γ-Al₂O₃具有更大的介孔体积和更强的表面酸性。在不存在含氮化合物的情况下,NiMoS/ZSM-5-H催化剂对4,6-DMDBT加氢脱硫性能高于NiMoS/γ-Al₂O₃催化剂;含氮化合物的加入导致NiMoS/ZSM-5-H催化剂对4,6-DMDBT的加氢脱硫活性低于NiMoS/γ-Al₂O₃催化剂,主要原因是含氮化合物强烈地抑制了4,6-DMDBT的转化,但对DBT的加氢脱硫几乎无影响。     

2-苯基环己硫醇在 γ-Al2O3和SiO2负载的MoS2催化剂上的脱硫反应

合成了2-苯基环己硫醇(2-PCHT),在临氢和非临氢条件下研究了其在 γ-Al2O3和SiO2担载的MoS2催化剂上的脱硫反应.采用X射线衍射(XRD)、H2程序升温还原(H2-TPR)、N2吸附-脱附等温曲线和透射电镜(TEM)等手段对所制备的样品进行分析表征.结果表明:MoO3高度分散于载体γ-Al2O3和SiO...     

富铝β沸石的制备和表征

采用微型晶化釜,在投料硅铝比(n(SiO_2):n(Al_2O_2),简称SAR)为3～14,含氟、低水含量以及无钠/低钠的SiO_2-Al_2O_3-四乙基氟化铵-H2O体系中、近中性和晶化温度170℃条件下,考察了富铝β沸石的晶相生长规律。采用XRD,SEM,~(27)Al MAS NMR,XRF,BET等方法,分析了铝源、晶化时间、系统水含量(n(H_2O):n(Si+Al))、投料SAR、原料焙烧温度等因素对晶化过程的影响。实验结果表明,以焙烧后的无钠/低钠硅铝胶为铝源有利于抑制杂相生成,适宜的n(H_2O):n(Si+Al)为3.5左右,晶化时间为7 d以上;投料SAR在10以下时,随焙烧温度的升高,晶化活性提高,经过1 000℃以上高温焙烧,投料SAR最低为7时能达到较高晶化活性;投料SAR在10以上时,随焙烧温度的升高,晶化活性降低,当投料SAR为10～14、焙烧温度为600℃时,可获得纯相、高结晶度和SAR为15以下的富铝β沸石;沸石产品形貌多为团聚体,多数试样可辨初级晶粒大小多为微米级(0.5～2.0μm),个别试样多为纳米级(30～100 nm)。     

KINETIC INVESTIGATION OF METHYLCYCLOPENTANE REFORMING ON FRESH AND DEACTIVATING Pt/Al2O3 CATALYST

The conversion of methylcyclopentane (MCP) in hydrogen on fresh and deactivating Pt/Al₂O₃ catalyst to hydrogenolysis products (2-methylpentane, 3-methylpentane and n-hexane), cyclohexane and benzene was studied in a Berty CSTR at various partial pressures of MCP and H₂, and at a total pressure of 1 atm. For the kinetic studies, temperatures between 370 - 400° and W/F values up to 0.33 g min/cm³ were used. The conversion of MCP was found to increase with increase in temperature at all the MCP partial pressures investigated. The hydrogenolysis products and benzene composition generally increased with increase in temperature and W/F. The mechanism for the reforming of MCP was similar to that proposed by Dartigues et al. (1978) except that the formation of hydrogenolysis products was accounted for in this formulation. Eleven rate models were developed and tested and six satisfied the set criteria. Since hydrogenation/dehydrogenation and desorption steps are relatively rapid, the conversion step to hydrogenolysis products was deemed the only rate determining step with an activation energy of 36.31 kcal/gmol. For the deactivation studies, the model of Corella and Asua (1982) was used for the development of two deactivation models. The only model found to predict the deactivation behavior was the step leading to the formation of the coke precursor as rate controlling.     

低硅X分子筛的合成研究

为了合成结晶度较高的纯低硅X分子筛,系统研究了合成体系的硅铝比[n(SiO₂)/n(Al₂O₃)]、碱硅比[n(Na₂O+K₂O)/n(SiO₂)]、水碱比[n(H₂O)/n(Na₂O+K₂O)]、钾碱比[n(K₂O)/n(Na₂O+K₂O)]及老化温度、晶化温度对产物性质的影响规律,采用X射线衍射、甲苯动态吸附、X射线荧光光谱、固体核磁共振、扫描电镜对产物进行表征。结果表明：随着合成体系硅铝比、碱硅比、水碱比、钾碱比、老化温度、晶化温度的升高,所得低硅X分子筛的结晶度和合成产物的甲苯吸附容量均呈先升高后降低趋势;合成体系优选的硅铝比为2.05、碱硅比为3.25、水碱比为17、钾碱比为0.23、老化温度为50～80℃、晶化温度为95℃,所得低硅X分子筛的形貌为0.5～1.5μm晶粒聚集的球体,硅铝比为2.0,不含非骨架铝。     

The Role of Nitrogen in Facilitating Methylcyclohexane Aromatization on Pt/Al2O3 and Pt-Re/Al2O3 Catalysts

The kinetics of methylcyclohexane aromatization on commercial Pt/Al₂O₃ and Pt-Re/Al₂O₃ catalysts was investigated in a micro-reactor using N₂ and/or H₂ as carrier gases at temperatures ranging between 300-500°C, W/F values ranging between 0.83-3.75 mg min/mL and at a total pressure of 4.0 kg/cm². On both catalysts in N₂ atmosphere, aromatization accompanied by demethylation was observed with the formation of cracked products, benzene and toluene. However, in H₂ methane was the predominant product of methylcyclohexane reforming on PtA1₂O₃ and Pt-Re/Al₂O₃ at 500°C and 400-500°C respectively, whereas at 350°C, aromatization was predominant on Pt/Al₂O₃ but on Pt-Re/Al₂O₃, aromatization was accompanied by fragmentation to methane. In N₂-H₂ mixtures, demethylation activity was observed to decrease with H₂ content of the mixture on Pt-Re/Al₂O₃. A preliminary test of the kinetic data using Sica's method of pulse kinetic analysis suggests a first order rate in methylcyclohexane with activation energies of 3.21 kcal/gmol in N₂ and 19.70 kcal/gmol in H₂ for the Pt/Al₂O₃ catalyst and 16.66 kcal/gmol in N₂ and 34.94 kcal/gmol in H₂ for the Pt-Re/Al₂O₃ catalyst. However, a more comprehensive kinetic analysis suggested an aromatization mechanism for Pt-Re/Al₂O₃, where adsorbed H₂ was a participant. A different aromatization mechanism for the reaction in N₂ where hydrogen was not needed explained the data on Pt/Al₂O_3. In both cases, the desorption of toluene was determined as the rate determining step.     

磷改性ZSM-5分子筛的水热稳定性

选取n(SiO₂)/n(Al₂O₃)为45、150、250的磷改性ZSM-5分子筛样品,在800℃和100%水蒸气气氛下分别水热处理4、8和17 h,得到一系列高温水热老化后的磷改性ZSM 5分子筛样品。采用XRD、XRF、BET、NH3-TPD、³¹P NMR、²⁷Al NMR表征方法研究这些老化样品的磷氧化物状态变化及骨架铝配位、物相、孔结构和酸性变化情况。通过脉冲微反实验考察这些老化样品的甲醇制丙烯（MTP）反应催化性能稳定性。结果表明,ZSM 5的n(SiO₂)/n(Al₂O₃)对磷改性作用和水热稳定性有重要影响,提高水热老化温度和延长老化时间会明显加剧磷氧化物的迁移、缩合及与骨架铝的配位成键作用。低n(SiO₂)/n(Al₂O₃)时,四配位骨架铝容易转变为与磷有配位关系的各类缺陷位骨架铝和六配位非骨架铝;高n(SiO₂)/n(Al₂O₃)时,尤其在n(SiO₂)/n(Al₂O₃)为150时,存在大量骨架铝既具有很高的抗磷氧化物配位成键能力,又具有很好的抗水蒸气水解能力,具有更高的反应催化活性和水热稳定性。提高水热处理温度还具有疏通磷改性ZSM-5分子筛孔道的作用,低n(SiO₂)/n(Al₂O₃)的磷改性ZSM-5分子筛的比表面积和孔体积有部分恢复,高n(SiO₂)/n(Al₂O₃)的微孔部分比表面积有所增加。不同n(SiO₂)/n(Al₂O₃)磷改性ZSM-5分子筛的相对结晶度均随水热老化温度提高和老化时间延长而下降;酸量和酸强度均随水热老化温度升高而急剧下降,但随水热老化时间延长保持相对稳定,n(SiO₂)/n(Al₂O₃)为150的磷改性ZSM 5分子筛的酸性最稳定。n(SiO₂)/n(Al₂O₃)为150的磷改性ZSM-5分子筛经过800℃和100%水蒸气老化4 h后具有优异的MTP催化性能,如高反应活性、高丙烯选择性和烃产物组成稳定性。     

Desulfurization of FCC Gasoline Over Mordenite Modified with Al2O3

Mordenite modified with Al₂O₃ (Al₂O₃/mordenite) was synthesized and used for the desulfurization of FCC gasoline. The influences of operating parameters on the results were studied for the model solution composed of dibenzothiophene (DBT) and isooctane. Al₂O₃/mordenite exhibits higher sulfur capacity than other kinds of chemisorbents. The suitable composition of the chemisorbent is 30 wt% Al₂O₃ to 70 wt% mordenite. The optimal operating parameters are: temperature 160°C; velocity 3 h^-1 (WHSV). Under the stated conditions, desulfurization was carried out for the FCC gasoline with sulfur content of 220.4 μg/g. The chemisorbent can maintain the sulfur content under 50 μg/g for 40 h and has good regeneration ability after desorption using benzene.     

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。     

催化氧化法在液化气深度脱硫中的应用研究

针对精制液化气(LPG)的硫含量经常不能满足下游用户要求的情况,开展了在特定催化剂作用下以H2 O2作为氧化剂的LPG高选择性超深度脱硫研究.以精制LPG中最常见的残余硫化物配制模型油,考察反应条件的影响,然后在最佳条件下对炼油厂精制C4进行脱硫试验.结果表明:模拟油脱硫的最佳条件为采用C催化剂、反应温度35℃、n(H...