Mo-P/HZSM-5催化剂临氢芳构化性能研究

将硅铝原子比为38的HZSM-5分子筛在不同浓度的氢氧化钠碱溶液中处理后,通过离子交换法脱除部分硅原子,改善孔结构。以HZSM-5分子筛为载体,钼酸铵和磷酸二氢铵做钼源和磷源,用共浸渍法制备了氧化态前体,采用程序升温还原法制备出了负载型磷化钼催化剂,采用XRD和N2-吸附进行表征。在小型连续固定床反应器上以全馏分FCC汽油为原料,考察碱溶液浓度和工艺条件对芳构化反应的影响。结果表明,最佳的碱溶液浓度为0.20 mol/L,在反应温度360℃、压力2.0 MPa、空速2 h-1、氢油比400∶1时,液相产品中芳烃质量分数为32.39%,烯烃质量分数为17.18%,液体收率为93.5%。     

HZSM-5/堇青石规整催化剂的制备及其在甲醇制丙烯反应中的应用

采用涂覆法制备了高硅铝比HZSM-5/堇青石规整催化剂,采用N2吸附-脱附、XRD和SEM等技术对催化剂进行了表征,研究了涂覆条件对HZSM-5涂覆量的影响,并对比考察了规整和散堆粒状催化剂在甲醇制丙烯反应中的催化活性。实验结果表明,涂覆量与涂覆次数和ZSM-5含量成正比;载体的吸水率越高,涂覆量越大;添加硅溶胶可以显著降低浆料的黏度,同时提高涂层强度。在浆料中ZSM-5含量为20%(w)、硅溶胶含量为2%(w)、载体吸水率为31%时,经3~4次涂覆,催化剂的涂覆量(w)可以达到25%~35%,负载厚度为0.05~0.25 mm。在480℃且进口甲醇和丁烯分压为10 k Pa的条件下,规整催化剂的甲醇转化速率是传统粒状催化剂的12倍左右,在相同甲醇转化率下副产物的选择性仅为粒状催化剂的1/4。     

HZSM-5分子筛催化剂的硅铝比对醛氨缩合的影响

采用BET、FT—IR、XRD、29Si—NMR、27A1—NMR等分析手段，研究了不同硅铝比的HZSM—5分子筛微观结构及其在醛氨缩合中的催化性能。结果表明，不同硅铝比的HZSM-5分子筛，在FT-IR谱图约1219，1102，950，799，447cm^-1处有差异；在29Si—HMR谱中存在2个峰，A峰(—113．4)往高化学位移方向移动，B峰(—109．7)逐渐减弱直至消失；在27A1—HMR谱中存在1个峰，此峰(55．3)往低化学位移方向移动。醛氨缩合反应用HZSM—5分子筛催化剂的最适宜硅铝比范围在90-170之间，在此催化剂上合成烷基吡啶，收率可达89．8％。     

催化裂化汽油馏分在P—Zn／HZSM-5催化剂上的芳构化

以50～100℃的FCC汽油馏分为原料,在连续固定床反应器上考察了工艺条件对P-Zn／HZSM-5催化剂在芳构化反应中性能的影响。结果表明,在反应温度410℃、反应压力0．5MPa、液时空速1．0h^-1的操作条件下,液相产物中的烯烃、异构烷烃和芳烃的含量分别为8．56％,13．07％,73．39％。催化剂P-Zn／HZSM-5具有较好的芳构化降烯烃效果。     

FCC汽油不同馏分在P-Zn／HZSM-5上的芳构化研究

 在连续固定床反应器上考察了P-Zn/HZSM-5催化剂对FCC汽油不同馏分芳构化的反应性能，探讨了原料对芳构化反应的影响。结果表明，在一定的反应条件下，P-Zn/HZSM-5催化剂对50～100℃馏分芳构化反应具有很高的活性和稳定性。在反应16 h后，液相产品中烯烃及芳烃的质量分数分别为 5.23%和79.9%，得到了低烯烃、高芳烃的汽油调合产品。在50～100℃馏分芳构化反应中，液相产品中的苯、甲苯和二甲苯的含量分布会发生变化。反应进行4 h后，苯、甲苯和二甲苯的含量以甲苯、二甲苯、苯的顺序递减，而反应进行20 h后，由于催化剂积炭，改变为以二甲苯、甲苯、苯的顺序递减；C9+芳烃的含量则先增加后降低。     

磷改性HZSM-5催化剂甲醇芳构化反应条件研究

在固定床微反装置上,考察了高岭土、HZSM-5催化剂和磷(P)改性HZSM-5催化剂的甲醇反应性能,并研究了反应温度和空速(改变进料量或催化剂装填量)对P改性HZSM-5催化剂甲醇芳构化(MTA)反应的影响。结果表明,P改性HZSM-5催化剂表现出更高的芳烃收率和烯烃收率。就P改性HZSM-5催化剂的MTA反应而言,高温有利于汽油中芳烃选择性的增加,但汽油收率降低,芳烃总收率则基本保持恒定,适宜的反应温度为400℃;空速增大,甲醇反应的中间产物与催化剂接触机会减少,反应深度受到抑制,汽油和芳烃收率均降低。     

The Aromatization of Different FCC Naphtha Fractions over a P-Zn/HZSM-5 Catalyst

Abstract

The aromatization reaction performance of P-Zn/HZSM-5 catalyst was investigated on a fixed bed reactor using five fluid catalytic cracked (FCC) gasoline fractions (<100°C, 50°C–100°C, <120°C, 75°C–120°C, and full fraction) as feedstock, and the effect of feedstock on aromatization is discussed. The results showed that the activity and stability of P-Zn/HZSM-5 catalyst for the aromatization of the 50°C–100°C fraction were high in definite reaction conditions. After 16 hr, the content of olefin and aromatics in liquid product were 5.23 and 79.9%, respectively. The liquid product of low olefin and high aromatics was obtained. The distribution of benzene, toluene, and xylene in liquid product of 50°C–100°C fraction was investigated during aromatization, and the result showed that the toluene content was maximum among the three aromatics contents, the benzene content was minimum at the beginning of the reaction, xylene content became maximum, and benzene was still minimum after reacting for 20 hr. The content of C₉ ⁺ aromatics increased at the first stage of the reaction and then decreased with the increasing reaction time.     

Ce/HZSM-5分子筛催化剂在苯与甲醇制甲苯反应中的催化性能

采用稀土元素Ce经浸渍法制备了Ce/HZSM 5分子筛,并采用BET、XRD、SEM、TG、FT IR、Py IR表征手段对催化剂的孔道变化、结构、形貌、热稳定性及酸性变化进行测试,在固定床单程管式微反应器上进行催化苯与甲醇制甲苯反应的性能评价。结果表明,Ce/HZSM 5分子筛催化剂在苯/甲醇的摩尔比为1、反应压力15 MPa、温度400℃、反应时间35 h、质量空速25 h-1、Ce负载质量分数4%、催化剂装填量25 g的条件下,苯的转化率可达7372%,目标产物甲苯的选择性和收率分别为5677%和4185%。     

FCC汽油在Zn-P/HZSM-5催化剂上的芳构化研究

制备了ω（ZnO）为2％,ω（P2O5）为4％的Zn-P／HZSM-5芳构化催化剂。以75-120℃的FCC汽油馏分为原料,在小型固定床反应器上考察了工艺条件对该汽油馏分芳构化反应的影响,并且对再生催化剂的性能进行了表征。结果表明,在反应温度为450℃,反应压力为0．1MPa,液体空速为1．0h^-1的最佳反应条件下,原料中烯烃和烷烃的转化率分别达到93．77％和88．94％,液相产品中烯烃及芳烃的质量分数分别为6．80％和74．57％;再生催化剂的活性与新鲜催化剂基本一致,表明该催化剂主要是由于积碳而导致失活。     

水热处理对Zn-P/HZSM-5催化剂芳构化性能的影响

在不同温度下对HZSM-5分子筛进行水热处理并用浸渍法对其进行Zn和P改性,制备了Zn-P/HZSM-5催化剂;以流化催化裂化汽油50~100℃馏分为原料,考察了水热处理温度及水热处理顺序对Zn-P/HZSM-5催化剂芳构化性能的影响。实验结果表明,随水热处理温度的升高,催化剂的初始活性下降,而稳定性则先提高后降低;550℃水热处理后再经Zn和P改性的Zn-P/HZSM-5催化剂表现出较好的芳构化性能,在反应温度410℃、反应压力0.5M Pa、液态空速1.0h-1、反应时间16h的条件下,烯烃转化率、液相产物中芳烃质量分数及液相产物收率分别为90.26%,54.06%,74.62%;先对HZSM-5分子筛进行水热处理再用Zn和P对其改性的Zn-P/HZSM-5催化剂,比先用Zn和P对其改性而后进行水热处理的Zn-P/HZSM-5催化剂的活性和稳定性好。     

水热处理对纳米HZSM-5分子筛催化甲醇制汽油性能的影响

对比了微米HZSM-5和纳米HZSM-5分子筛催化甲醇制汽油(MTG)反应的性能,发现采用纳米HZSM-5分子筛催化剂能得到较高的汽油收率和较长的使用寿命。对纳米HZSM-5分子筛在不同温度下进行水热处理,利用低温N₂吸附-脱附、XRD、NH_3-TPD手段对水热处理前后的分子筛样品进行表征。在380℃、1.0 MPa、空速3.0 h^-1的反应条件下进行MTG反应,对水热处理后的催化剂进行评价。结果表明,对纳米HZSM-5水热处理能显著提高其催化MTG反应的汽油收率和延长催化剂使用寿命。纳米HZSM-5分子筛的最佳水热处理温度为600℃,在此条件下处理后用于MTG反应,催化剂的使用寿命由水热处理前的84 h显著增加到216 h,积炭量却由35.8%降至23.7%。另外,随着纳米HZSM-5催化剂水热处理温度的升高,其催化MTG所得汽油产品中的异构烷烃和烯烃含量增加,芳烃含量降低。     

Al改性HZSM-5分子筛催化甲醇制烯烃反应研究

研究了Al负载HZSM-5催化剂上甲醇制烯烃反应过程。考察了Al负载量、反应温度、空速、反应时间等因素对催化效果的影响。随着Al含量的增加,Al-HZSM-5催化剂的比表面积、孔体积逐渐减小,但骨架结构没有变化,乙烯和丙烯选择性明显优于改性前的HZSM-5。Al的最佳负载质量分数为6.0%,此时低碳烯烃的选择性有最大值为69.3%;380℃为最佳反应温度,空速最佳范围在786mL/(g.h)~996mL/(g.h)。随着反应时间增长,催化剂会逐渐积碳失活。     

镍盐前驱体对Ni改性HZSM-5择形催化甲苯与甲醇合成对二甲苯反应性能的影响

分别以硝酸镍、氯化镍、硫酸镍和乙酸镍为前驱体,采用浸渍法制备了Ni改性HZSM-5催化剂,并考察了其对甲苯甲醇烷基化反应合成对二甲苯的催化性能。采用XRD、TG-DTG、N₂吸附-脱附、H₂-TPR和NH₃-TPD手段对催化剂进行了表征。结果表明,由于镍盐前驱体中阴离子种类的不同,活性Ni物种在催化剂中的分散状态和存在形式不同,导致Ni改性催化剂具有不同的烷基化催化活性和加氢活性;与母体催化剂相比,催化甲苯甲醇烷基化反应的甲苯转化率降低,对二甲苯选择性呈现不同变化,并且Ni的加氢作用延缓了催化剂的积炭过程。以硝酸镍为前驱体制备的Ni改性催化剂中活性Ni物种晶粒尺寸较小,分散度较高,具有较高的烷基化催化活性和加氢活性,并且稳定性也比母体催化剂有所提高。     

Zr改性对HZSM-5分子筛催化甲醇制丙烯反应性能的影响

利用等体积浸渍法对HZMS-5分子筛进行Zr改性制得不同Zr含量的HZSM-5分子筛,利用XRD、N2吸附-脱附和NH3-TPD等方法对Zr改性HZSM-5分子筛的结构和酸性进行表征,并在常压、500℃、甲醇重时空速3 h-1、甲醇与N2体积比1∶3的反应条件下考察了Zr含量对HZSM-5分子筛催化甲醇制丙烯性能的影响。XRD和N2吸附-脱附表征结果显示,Zr改性前后HZSM-5分子筛的晶型、孔分布及孔结构等均无明显变化。实验结果表明,适量的Zr改性可明显提高HZSM-5分子筛的弱酸量,从而提高丙烯选择性和丙烯/乙烯比值,降低C5+的选择性。当Zr含量为5.0%(w)时,HZSM-5分子筛具有最少的强酸量和适量的弱酸量,丙烯选择性最大,C5+选择性最低。     

载体硅铝比对Cu/HZSM-5草酸二甲酯加氢催化剂性能的影响

分别以硅铝比为50、150、360、470的4种不同HZSM-5分子筛作为载体,采用蒸氨均匀沉淀法制备了一系列负载Cu质量分数为20%的Cu/HZSM-5催化剂,并进行了H_2-TPR、NH_3-TPD、XRD、FT-IR等表征。催化剂的草酸二甲酯加氢反应性能被考察。结果表明,以不同硅铝比的HZSM-5分子筛作为载体制备的催化剂,其转化率和产物分布均不相同。通过手段分析得出,载体中的Si-OH对催化剂的性能影响较大,合适的Si-OH量会使催化剂具有较高的转化率(99.85%)和乙醇酸甲酯选择性(93.18%),同时载体的酸性对醚类产物的选择性也有一定影响。     

低温合成HZSM-5分子筛上甲醇制丙烯反应性能

分别在不同温度下(180℃和120℃)水热合成了HZSM-5分子筛,并采用x射线衍射、扫描电子显微镜、N2低温物理吸附方法对分子筛进行了表征。表征结果显示,低温合成的分子筛晶粒较小,表面粗糙且有微晶晶粒;其比表面积、孔容和孔直径均较高温合成样品大。在常压、440℃以及甲醇质量空速为4.0h-1反应条件下,在固定床反应器上考察了HZSM-5分子筛的甲醇制丙烯(MTP)反应性能。评价结果表明,低温合成的HZSM-5分子筛用于MTP反应具有高的丙烯选择性(45.85%)和丙烯/乙烯质量比(4.08)。     

HZSM-5/Silicalite-1复合分子筛的甲苯甲醇烷基化反应的催化性能

采用水热合成法在商业HZSM-5分子筛表面生长了一层Silicalite-1纯硅分子筛层,在典型反应条件下评价了复合分子筛对甲苯甲醇烷基化反应的催化性能。考察了水热合成原料配比、晶化时间对催化活性的影响,在HZSM-5(n(SiO2)/n(Al2O3)=80)与Silicalite-1合成液固液配比为1:30g/mL,晶化温度为100℃,晶化时间为18h条件下合成的复合分子筛催化剂的对二甲苯选择性为56.66%。在HZSM-5外表面适当生长纯硅Silicalite-1分子筛,提高了对二甲苯产物选择性。     

水蒸气处理对HZSM-5分子筛催化合成二甲醚反应性能的影响

采用不同水蒸气处理温度制备了一系列 HZSM-5分子筛,考察了其催化甲醇脱水反应的性能,并以其为甲醇脱水活性组分与铜基甲醇合成活性组分(Cu-ZnO-Al₂O₃ )组成双功能催化剂,考察了其对合成气直接制二甲醚反应的催化性能。结果表明,随着水蒸气处理温度的提高,HZSM-5分子筛的酸性逐渐减弱,从而使甲醇脱水反应的二甲醚选择性逐渐增大。对于催化合成气直接制二甲醚反应,当HZSM-5分子筛在适当温度(500℃)下进行处理时,可使反应产物中 CO₂副产物的选择性明显下降,目的产物二甲醚的选择性显著提高。当处理温度过高(600℃)时,CO的转化率和二甲醚的选择性均明显降低。相同温度下的水蒸气和氨水蒸气处理对 Cu-ZnO-Al₂O₃/HZSM-5双功能催化剂催化合成气直接制二甲醚反应的性能几乎无影响。     

轻质烃在双功能ZnNi/HZSM-5催化剂上的芳构化

考察了混合碳四烃、石油液化气和正己烷在双功能ZnNi/HZSM -5催化剂上的芳构化 ,同时首次将微波辐射技术应用到芳构化中 ,并分别研究了混合碳四烃和正己烷在两种加热方式下的芳构化催化行为     

CH_4在Mo/HZSM-5及其改性催化剂上的无氧偶联反应

研究了Ｍｏ／ＨＺＳＭ ５催化剂的Ｍｏ载量、焙烧时间、焙烧温度、焙烧和处理气氛以及Ｖ等助剂改性对甲烷无氧偶联反应性能的影响。用２％Ｖ改性的Ｍｏ／ＨＺＳＭ ５催化剂,ＣＨ４转化率最高（２５０１％）,Ｃ２选择性为９７９４％,Ｃ２收率约２４５％