RE-Y分子筛离子交换条件对稀土利用率的影响

考察了NaY分子筛稀土离子（RE3+）交换过程的稀土投料量（稀土与分子筛质量比,%）、焙烧温度和铵盐用量（铵盐与分子筛质量比,%）对稀土利用率的影响。结果表明:NaY型分子筛交换过程的稀土饱和交换度、超笼中RE3+的不稳定性,以及NH4+的反交换是造成分子筛交换过程稀土利用率低的主要原因;在稀土改性Y型分子筛（RE-Y）制备过程中,RE3+与NaY分子筛的Na+在100 ℃下的交换为不完全交换;当一交一焙中的稀土投料用量从3%提高至15%时,稀土利用率由95.9%降至84.6%,适当降低稀土投料量有利于提高其利用率;当一交中的铵盐用量为12%时,RE3+完全被NH4+反交换出来,稀土利用率为0 ;当铵盐在一交、二交中用量分别为4%,15%时,稀土利用率分别为57.0%,96.7%,Na2O质量分数分别为4.48%,1.58%,达到Y型分子筛Na2O质量分数相应不大于4.5%,1.7%的指标要求;适当升高焙烧温度有利于提高超笼中的RE3+向小笼的迁移率,增加RE3+的稳定性,当一交一焙中的焙烧温度高于400 ℃时,稀土利用率约为90%。     

工业生产中Y型分子筛晶胞收缩的影响因素

在工业装置中,以Na Y分子筛为原料,硫酸铵和硝酸稀土为离子交换液,经过离子交换—洗涤—过滤—干燥—焙烧等工序生产了Y型分子筛。结果表明:提高焙烧温度、延长焙烧时间、增大蒸汽流量、提高吹扫气阀开度均有利于Y型分子筛晶胞收缩;在焙烧温度为640℃,焙烧炉旋转频率为22 Hz,过热蒸汽流量为140 m3/h,吹扫气阀开度为30%的最佳工艺条件下,Y型分子筛晶胞收缩良好,晶胞常数可降至24. 49×10-10m;工艺条件优化后的分子筛晶胞常数和结晶度合格率均高于优化前。     

改性工艺对Y型分子筛孔结构的影响

以NaY分子筛为原料,柠檬酸为脱铝剂,在水浴条件下,采用水热-化学相结合的改性方法制备了NH_4Y分子筛、高钠(低钠)USY分子筛和柠檬酸改性分子筛。结果表明:随着焙烧温度的升高,USY分子筛的相对结晶度和晶胞常数均降低;与NH_4Y分子筛相比,当焙烧温度为500～700℃时,USY分子筛的总孔体积和介孔体积增加,总比表面积和微孔体积减少。在100%水蒸气条件下,于650℃焙烧2 h的低钠USY分子筛经柠檬酸改性处理1 h后,分子筛总孔体积和介孔体积较NH_4Y分子筛分别增加了23%,140%。     

助滤剂在REUSY型分子筛改性中的应用

针对超稳稀土分子筛（REUSY）改性生产过程中难于过滤的情况,在实验室研究了6种助滤剂对其分子筛理化性能和二交过滤效果的影响,并进一步考察了能够提高过滤速率的正离子型助滤剂D。结果表明:6种助滤剂的添加（添加质量分数均为1%）对REUSY型分子筛二交滤饼焙烧后的相对结晶度、晶胞常数、RE2O3质量分数几乎无影响,但对其过滤时间,滤饼触变性及其含水质量分数,Na2O质量分数影响各有差异,其中,添加正离子型助滤剂D所得REUSY型分子筛的过滤时间最短（仅为3.75 min）,但含水质量分数最高（69%）,且滤饼含Na2O质量分数亦最高（2.67%）,远高于REUSY型分子筛含Na2O质量分数不高于2%的指标要求;综合考虑REUSY型分子筛理化性能质量保证和焙烧高能耗对制备成本的影响,优选正离子型助滤剂D及其添加质量分数为0.03%~0.10%。     

制备NaY分子筛质量影响因素分析

以水玻璃、硅铝凝胶、导向剂、硫酸铝、低(高)碱度偏铝酸钠为原料,采用导向剂法制备Na Y分子筛,考察了制备工艺条件包括晶化压力及时间、晶化体系碱度及浓度、硅铝凝胶加入量(占原料总量的质量分数)、水洗倍数(水洗水与分子筛干基的质量比)等对Na Y分子筛相对结晶度的影响。结果表明:采用常压或高压2种方式、采用高碱度偏铝酸钠在常压条件下均可合成出优质的Na Y分子筛; 在优选的制备条件即晶化时间为28 h,硅铝凝胶加入量为40%,水洗倍数为5下,所制备Na Y分子筛的相对结晶度约为88%,p H值为9~10。     

CeHY分子筛的制备和表征

将制备好的Na Y分子筛同NH4Cl进行铵交换、过滤、干燥并焙烧制得HY分子筛,然后再将HY分子筛同CeNO3进行稀土交换、过滤、干燥并焙烧最终制得CeHY分子筛。对CeHY分子筛进行傅里叶红外(FTIR)、X射线衍射(XRD)表征。FTIR及XRD谱表明稀土Ce的掺杂没有改变分子筛的基本结构,但其结晶度有所降低。     

催化裂化催化剂脱钠工艺及微反活性研究

采用不同Na2O含量的分子筛制备不同Na2O含量的催化裂化催化剂,通过焙烧、铵盐洗涤等后处理工艺脱除其中的钠,考察了焙烧温度、铵盐用量、洗涤次数对催化剂中Na2O含量及其微反活性的影响。结果表明,用不同Na2O含量的分子筛制备的催化剂在焙烧温度小于450℃时Na2O含量均随焙烧温度变化不大;用不同量的硫酸铵洗涤时对催化剂中Na2O含量的影响较小,经过2次焙烧及洗涤过程,催化剂中Na2O质量分数都可以达到工业要求;经硫酸铵洗涤后的催化剂在焙烧温度为300~400 ℃时,老化后催化剂活性变化不大,而当焙烧温度升高至500 ℃以上时,催化剂的比表面积及活性均出现明显下降趋势。根据催化剂中Na2O含量与催化剂微反活性的关系,得到两者的经验关联式为：Y= -9.59ln(X) + 29.08,其中Y为催化剂的微反活性,X为催化剂中Na2O含量。     

钠对Y型分子筛水热稳定性的影响

以工业NaY型分子筛为原料,制备出5种Na2O质量分数为0.24%～3.31%的Y型分子筛样品,研究了钠含量对Y型分子筛水热稳定性和催化活性的影响。结果表明,分子筛的催化活性和水热稳定性均随钠含量的降低而提高;Y型分子筛中处于离子交换位的钠与晶胞常数之间存在线性关联;在分子筛超稳化的过程中,钠离子会阻止分子筛骨架脱铝并抑制晶胞收缩;钠与钒共存时,二者间存在协同作用,钒能促进NaOH形成,加速分子筛骨架结构崩塌。     

制备条件对Pt-S2O82 /ZrO2-Al2O3异构化催化性能的影响

 摘要：为了考察复合载体固体超强酸催化剂的异构化性能,以正戊烷异构化为探针反应,考察了焙烧温度、Al2O3质量分数、浸渍溶液的(NH4)2S2O8浓度、Pt质量分数、活化温度等制备条件对Pt-S2O82 /ZrO2-Al2O3异构化催化活性的影响,并采用XRD、BET、FT-IR、TG-DTA、NH3-TPD等手段对催化剂进行了表征。结果表明,当Al2O3质量分数2.5%、Pt质量分数0.10%、0.75mol/L (NH4)2S2O8溶液浸渍、650℃焙烧、300℃活化时,Pt-S2O82 /ZrO2-Al2O3催化剂的异构化催化活性最高。在240℃、2.0MPa,氢气/正戊烷的摩尔比4,质量空速1.0h 1的反应条件下,该催化剂上正戊烷异构化反应的异戊烷产率为60.2%。     

Cr-Ce/TiO_2低温催化还原NO性能研究

用浸渍法制备了Cr-Ce/TiO2催化剂,考察了焙烧温度、活性组分配比和负载量对催化剂低温NH3选择性催化还原NO活性的影响,并对催化剂进行了XRD和BET表征,得到了催化剂的最佳制备条件;探讨了H2O和SO2对Cr-Ce/TiO2催化剂活性的影响,通过FTIR表征分析了催化剂的中毒机理。实验结果表明,n(Cr)∶n(Ce)=2.0、Cr2O3和CeO2负载量(质量分数)为30%、350℃焙烧的Cr-Ce/TiO2催化剂具有良好的分散性,在气态空速10 000h-1、气体体积组成为NO0.080%,O26.000%,NH30.088%的条件下,反应温度为180℃时NO转化率高达99.6%。体积分数10%的H2O对该催化剂的活性影响很小;反应气中存在体积分数0.03%SO2的情况下,催化剂被毒化,表面生成(NH4)2SO4、NH4HSO4、金属硫酸盐和亚硫酸盐,致使催化活性降低。该催化剂有望应用于基本不含SO2的燃气锅炉烟气和不含SO2的硝酸尾气等NOx工业废气的低温脱硝。     

纳米复合Al2O3-Hβ烷基化催化剂的制备及性能评价

采用水热合成晶化法制备了纳米级Hβ分子筛,然后采用机械混捏法制备了纳米复合Al2O3-Hβ烷基化催化剂。采用SEM、NH3-TPD、XRD、Py-IR技术表征了Hβ分子筛和Al2O3-Hβ烷基化催化剂,并以正己烯、正庚烷与混合C4烃类的混合物为模拟原料,在连续高压固定床微反装置中考察了Hβ分子筛的制备条件(晶化方式、n(TEAOH)/n(SiO2)、n(H2O)/n(SiO2))以及Hβ分子筛与拟薄水铝石的质量比(以w(Hβ)表示)对Al2O3-Hβ催化剂烷基化性能的影响。结果表明,在旋转晶化、n(TEAOH)/n(SiO2)为0.3、n(H2O)/n(SiO2)为8、w(Hβ)为80时,所制备的Al2O3-Hβ催化剂表现出良好的烷基化催化性能;在压力2MPa、温度90℃、液时空速2h-1、氢/油体积比10的条件下,烷基化产物收率高达70%,活性稳定时间50h。     

低成本合成A型分子筛

以催化剂生产装置的工业原料为基础,考察了低成本制备高质量的4 A分子筛的晶化合成条件,以及经改性后所得5 A分子筛对石脑油组分的吸附-脱附性能。结果表明:优选出的4 A分子筛的较佳晶化制备条件为:n（Na2O）/n（SiO2）为2.8~3.1,n（SiO2）/n（Al2O3）为1.0~1.5,n（H2O）/n（Al2O3）为123.0~148.0,晶化温度为90~100 ℃,晶化时间为5 h以上;分别采用含不同SiO2质量分数的硅源水玻璃、晶化母液1、晶化母液2,在较佳晶化制备条件下,均可合成出相对结晶度大于80%的4 A分子筛;经改性所得5 A分子筛对正己烷的吸附-脱附性能优于工业市售品HZSM-5分子筛的。     

用于甲醇制丙烯过程的ZSM-5分子筛的合成及其性能评价

研究并合成出不同硅铝比的ZSM-5分子筛,对制备的催化剂进行XRD,SEM,NH3-TPD,N2吸附-脱附表征,得出制备参数对催化剂性能的影响规律,确定了制备高结晶度、适当粒径大小的NaZSM-5分子筛的合成条件：n(TPA+)/n(SiO2) = 0.16～0.18,H2O/SiO2质量比14～16,晶化温度130～150 ℃,硅铝比500。将合成的NaZSM-5分子筛经挤条、酸交换和焙烧后制得的催化剂用于MTP性能评价试验,结果表明,硅铝比为500的催化剂具有良好的催化反应性能,甲醇转化率在99%以上,丙烯选择性可以维持在45%左右。     

W-SBA-15催化环氧化苯乙烯合成环氧苯乙烷

实验以Na2WO4为钨源直接合成W-SBA-15介孔分子筛,并以XRD、BET对W-SBA-15的结构进行了分析。以质量分数30%的H2O2为氧化剂,丙酮为溶剂,对介孔分子筛W-SBA-15催化环氧化苯乙烯反应进行了研究。其较佳工艺条件为:反应温度70℃,反应时间8 h,催化剂用量为原料的10.0%(质量分数),n(苯乙烯):n(丙酮):n(H2O2)=1∶2∶2,苯乙烯的转化率可达34.25%,环氧苯乙烷的选择性为36.54%,环氧苯乙烷的收率为12.51%(质量分数)。     

稀土离子交换工艺对气相超稳Y分子筛性能的影响

分别采用2种稀土离子交换工艺(直接交换工艺和先水洗再交换工艺)对气相超稳Y分子筛进行改性,考察了2种工艺对制备的分子筛性能的影响,并对2种工艺的机理进行了分析。结果表明：采用直接交换工艺制备的气相超稳Y分子筛,稀土质量分数较低,且随着加入稀土质量分数的增加,稀土利用率呈下降趋势;采用先水洗再交换工艺制得的气相超稳Y分子筛,在加入稀土的质量分数为2%,4%时,稀土利用率达到97%以上,随着加入稀土质量分数的增加,分子筛中Na₂O的质量分数呈下降趋势,Na₂O质量分数低于1.5%,符合催化裂化催化剂的制备需求;与直接交换法相比,采用先水洗再交换工艺制得的分子筛,稀土质量分数和稀土利用率较高,分子筛中Na₂O质量分数更低,说明先水洗再交换工艺离子交换效果更佳。     

TS-1分子筛催化氧化性能的研究

以苯与H2O2羟基化反应为目标反应,研究焙烧温度、预处理剂对TS-1分子筛催化氧化性能的影响。结果表明,随着焙烧温度的升高,H2O2转化率下降,选择性上升。560℃焙烧的分子筛,苯的转化率达到最高。TS-1分子筛经预处理后,对H2O2转化率、选择性和苯的转化率均会产生不同的影响。(NH4)2SO4处理后的TS-1分子筛,H2O2的选择性接近100%。在反应液中添加极性溶剂会不同程度阻抑反应的进行;而添加水或采用低浓度的H2O2有利于反应的进行。     

水热法快速合成纳米NaY型分子筛

以铝酸钠为铝源,硅溶胶为硅源合成的透明导向剂,在室温陈化6h时,其诱导活性最高。当导向剂用量为质量分数3%(导向剂与晶化液中Al2O3质量比),晶化温度为100℃,晶化液摩尔比为n(Na2O)∶n(Al2O3)∶n(SiO2)∶n(H2O)=8∶1∶15∶220时,晶化4h,即可快速合成出具有较高结晶度的纳米NaY型分子筛。采用XRD、SEM、TEM和BET对其结构进行表征,结果表明,NaY型纳米级分子筛的粒径约150～200nm,且形状均一。     

TS-1分子筛催化氧化性能的研究Ⅲ.焙烧温度、预处理剂与溶剂对苯羟基化的影响

以苯与H2O2羟基化反应为目标反应,研究焙烧温度、预处理剂对TS-1分子筛催化氧化性能的影响.结果表明,随着焙烧温度的升高,H2O2转化率下降,选择性上升.560 ℃焙烧的分子筛,苯的转化率达到最高.TS-1分子筛经预处理后,对H2O2转化率、选择性和苯的转化率均会产生不同的影响.(NH4)2SO4处理后的TS-1分子筛,H2O2的选择性接近100%.在反应液中添加极性溶剂会不同程度阻抑反应的进行;而添加水或采用低浓度的H2O2有利于反应的进行.     

直接氧化脱硫催化剂CN 3-4的制备及性能评价

在沉淀温度为30℃,焙烧温度为550℃,焙烧时间为8h,沉淀时间为60min的条件下,采用共沉淀法制备出适用于催化氧化法脱除气体中H2S的催化剂CN3-4,其活性组分Fe2O3,Al2O3,TiO2的质量分数均为30%,助剂X1(IB族元素)和X2(Ⅷ族元素)的质量分数均为5%。采用连续流动式固定床等温反应器对制备出的CN3-4催化剂进行了性能评价,结果表明:H2S转化率大于99.2%,生成元素硫的选择性大于99.6%,元素硫的收率大于98.9%。该催化剂适用于含高浓度H2S气体的处理,且能够满足工业长周期运行的需要。     

采用水溶液交换法研究NH4+对Na-LSX分子筛交换性能的影响

采用水溶液交换法对Na-LSX沸石分子筛进行NH4+交换,通过改变温度和交换次数制备出不同交换度的铵型低硅/铝摩尔比X型(NH4,Na)-LSX沸石分子筛,并采用XRD、FT-IR、SEM和TG等分析手段对其结构进行表征,初步考察了NH4+对Na-LSX沸石分子筛交换性能的影响.