费托轻组分蜡加氢异构催化剂的制备与性能评价

以Pt为活性金属、一维十元环分子筛为载体制备了Pt/ZSM-22和Pt/SAPO-11两种加氢异构催化剂,采用XRD、NH3-TPD和N2吸附-脱附手段表征催化剂的孔结构和酸性质,并以费托轻组分蜡为原料,利用固定床反应器对催化剂的加氢异构性能进行评价.结果表明,催化剂活性和选择性主要取决于催化剂的孔结构和酸性质,在达到...     

Pt/ZSM-22催化剂酸性原位调控及加氢异构性能

采用水热法合成ZSM-22分子筛并制备催化剂载体,通过负载贵金属Pt,制备出高分散Pt/H-ZSM-22加氢异构催化剂。以n-C₁₂为原料,考察催化剂的加氢异构性能,在正构烷烃加氢异构反应过程中,通过在原料油中引入一定量含氮物种二正丁胺,使其在催化剂酸性位上发生化学吸附,对催化剂酸性进行原位调控,考察催化剂性能变化。结果表明,随着反应温度提高,酸性调控后的Pt/N-ZSM-22液体收率下降缓慢,且转化率达到85%以上时,Pt/N-ZSM-22的异构选择性比Pt/H-ZSM-22高出约3个百分点。酸性调控后的Pt/N-ZSM-22可通过提高反应温度进行含氮物种脱附,恢复催化剂酸位点的可接近性。采用酸性调控后的催化剂用于以加氢裂化尾油为原料的加氢异构反应,基础油收率均较调控前催化剂有明显提高。     

正十二烷在Pt/ZSM-22和Pt/ZSM-23上的加氢异构反应性能

采用常规水热合成法合成了ZSM-22和ZSM-23分子筛,进而制备了分别含有上述分子筛的催化剂,并借助XRD、SEM、NH3-TPD和Py-IR表征了这两种分子筛和催化剂的结构和酸性,同时以正十二烷为模型化合物,采用固定床反应器研究了Pt/ZSM-22和Pt/ZSM-23催化剂上正十二烷加氢异构反应性能。结果表明,在这种模型反应基础上,催化剂的反应活性和选择性主要取决于催化剂的酸量和酸强度以及酸分布,相对而言,ZSM-22分子筛催化剂由于其弱酸和中等强度酸的含量较高,具有更佳的异构化选择性。     

基础油加氢异构脱蜡催化剂研究获进展

由中科院大连化物所承担的中石油重点科技项目润滑油基础油加氢异构催化剂的中试放大及工业应用项目取得重大进展。该项目解决了加氢异构脱蜡催化剂载体分子筛的合成、催化剂配方和制备方法等关键技术，形成了拥有自主知识产权的润滑油基础油生产用加氢异构脱蜡催化剂。在中试放大阶段，解决了分子筛工业生产设备定型、生产流程设     

贵金属分子筛催化剂的润滑油脱蜡反应研究

制备了硅铝比不同、载体分别为ZSM-5和β分子筛的贵金属Pd催化剂,并对催化剂进行孔结构和酸性表征。以正十二烷为模型化合物分别评价该系列催化剂的加氢反应性能,同时以含蜡润滑油为原料,考察催化剂对润滑油的加氢脱蜡效果,结果表明,酸性和孔径适宜的ZSM-5贵金属催化剂具有较好的脱除长链大分子蜡的能力。     

润滑油异构脱蜡催化剂研究

研究了Pd／SAPO-11催化剂在润滑油馏分异构脱蜡反应和正十二烷加氢异构反应中的应用，以及SAPO-11分子筛的硅含量和催化剂的制备方法对催化剂的物化性能及异构活性、选择性的影响。认为在以SAPO-11分子筛为载体的催化剂上进行的润滑油馏分异构脱蜡反应和正十二烷加氢异构反应受扩散控制，因此，由富含二次孔的SAPO-11分子筛制备的和由方法Ⅱ制备的含具有清洁表面的SAPO-11分子筛的Pd／SAPO-11催化剂均表现出较高的异构活性和选择性。     

多级孔道ZSM-22分子筛的合成及其正庚烷加氢异构反应性能

为了将正庚烷变成辛烷值较高的单支链或多支链异构烷烃来提高汽油组分的辛烷值和燃烧效率,采用球磨-重结晶的方法制备了多级孔道ZSM-22-M-R-2分子筛和常规水热法合成了ZSM-22-C分子筛,进而通过浸渍法制备了含Pt量为0.5%的催化剂。借助X射线粉末衍射、扫描电镜、N2物理吸附、氨吸附-程序升温脱附、吡啶红外光谱表征手段分析了催化剂样品的结构和酸性。在固定床反应器中,研究了这两种催化剂的正庚烷加氢异构反应性能。结果表明:ZSM-22-M-R-2分子筛具有的酸量和ZSM-22-C分子筛相当,但具有更小的粒径;其异构化反应活性、异构产物的选择性和收率均高于常规ZSM-22-C分子筛。在反应温度为300℃时,异构产物的最大收率为68%。     

Zn改性对Ni/ZSM-22催化剂费托重柴油异构降凝性能的影响

采用离子交换、成型、负载方法对ZSM-22分子筛进行改性,得到不同Zn负载量的ZSM-22分子筛载体,通过X射线衍射、N2物理吸附?脱附及吡啶吸附红外等表征其物化性质。以改性ZSM-22分子筛为酸性组分、Ni为金属组分制备Ni基加氢异构催化剂,以费托重柴油为原料对其异构降凝性能进行评价。结果表明,离子交换对分子筛结构影响较小,且Zn在分子筛表面呈高度分散状。分子筛负载Zn可降低Br?nsted (B)酸与Lewis (L)酸的酸量比值(B/L),且随Zn负载量增加,B/L值降低,异构烃收率提高,有效抑制裂解反应,提高柴油收率。负载Zn可明显降低重型柴油冷滤点,随Zn负载量逐渐提高,冷滤点上升。在金属加氢性能相同时,减少B酸含量有利于提升催化剂上金属位与酸性位的匹配及重型柴油异构性能。以所制Zn负载量为0.42wt%的Ni基分子筛催化剂在柴油的冷滤点达到国六车用柴油标准-10#柴油要求(冷滤点?5℃)时,柴油收率仍高达90.65%。     

信息与动态

润滑油基础油加氢异构脱蜡催化剂研究获进展　　基础油在润滑油中的含量通常为 70 %～ 99%。目前 ,我国因基础油生产工艺落后 ,导致润滑油产品非但不能进入国际市场 ,且国内市场也面临严峻的挑战 ,高档润滑油几乎全部依赖进口。为了提高我国基础油的生产工艺水平 ,开发具有自主知识产权的先进基础油生产工艺迫在眉睫 ,而加氢异构脱蜡技术是目前最先进的润滑油基础油生产工艺。由中科院大连化物所承担的中石油重点科技项目润滑油基础油加氢异构催化剂的中试放大及工业应用项目取得重大进展。该项目首先解决了加氢异构脱蜡催化剂载体分子筛的…     

FC-20多产低凝清洁柴油加氢裂化催化剂的研制

FC-20催化剂是为满足国内北方市场对清洁低凝柴油的需求而开发的新一代高中油型加氢裂化催化剂。该催化剂以新型小晶粒改性β分子筛和纳米颗粒的无定形硅铝为主要酸性裂化组分,以金属钨镍为加氢组分,采用液相辅助混合技术制备,加氢组分与裂化组分能在催化剂中均匀分散,使得各组分可以充分发挥其催化性能,明显改善了催化剂的加氢性能和异构性能。反应性能研究表明,FC-20催化剂具有裂化活性适宜、加氢性能好、异构性能强、中间馏分油选择性高、柴油与尾油产品低温流动性好等特点,可以实现多产清洁低凝柴油和低倾点优质润滑油基础油原料的目的。     

Pt/ZSM-35催化长链正构生物烷烃加氢裂化/异构化制航空煤油

以生物质油加氢脱氧得到的长链正构生物烷烃为原料，考察了H-MCM-49、H-ZSM-5、H-ZSM-22和 H-ZSM-35这4种不同分子筛催化剂的物化性质及其加氢裂化/异构化制生物航空煤油的性能。在此基础上，以H-ZSM-35分子筛为载体，制备并表征了一系列低负载量（0.1%、0.2%和0.3%）的Pt/ZSM-35双功能催化剂，以长链正构生物烷烃转化率、C₉~C₁₆产物选择性、生物航空煤油收率和异正比为指标，对其加氢裂化/异构化制生物航空煤油反应性能进行了评价，并对反应工艺条件进行优化。结果表明：H-ZSM-35的强酸中心强度高、酸量大，其结构中较小的孔口和较大的球型笼使其具有一定的容烃量和较好的择形性能，0.1%~0.3% Pt负载后， Pt/ZSM-35双功能催化剂表现出很好的加氢裂化/异构化活性和选择性。采用0.1% Pt/ZSM-35双功能催化剂在反应条件为320℃、1MPa、0.7h^-1、氢油比840∶1时，长链正构生物烷烃的转化率为84.3%，生物航空煤油收率达41.1%，产物异正比为1.34。81h长运转测试结果表明，该催化剂具有很好的稳定性。     

ZSM-48分子筛的制备及其加氢异构催化性能研究

通过静态水热法合成了系列低硅铝比,且具有一维十元环孔道的酸性、孔径适中的ZSM-48分子筛,考察晶种加入量对晶化时间、结晶度和酸性的影响。选用结晶度较高的分子筛作为酸性组分与拟薄水铝石一起通过挤条成型、浸渍贵金属Pt,制得加氢异构裂化催化剂。选用正十六烷为模型化合物,在固定床微反装置上研究催化剂加氢异构性能,结果表明,加入晶种后合成的分子筛加氢异构活性大为提高。     

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%。     

小晶粒ZSM-22的可控合成及其催化长链正构生物烷烃制航空煤油性能

由生物脱氧油制生物航空煤油具有较大应用潜力和发展前景,为了提高生物航煤的收率,开发性能更好的加氢裂化/异构化催化剂是关键。本文采用水热合成法,在低温陈化、加入晶种、提高合成凝胶的碱度或加入有机碱条件下,合成了平均c轴尺寸在100~330nm的小晶粒ZSM-22分子筛,进行了XRD、SEM、N₂物理吸附、NH₃-TPD和吡啶红外表征,并以生物质油加氢脱氧得到的长链正构生物烷烃为原料,考察了不同晶粒尺寸 ZSM-22催化剂催化裂化和异构化制生物航空煤油的性能。结果表明,通过提高碱度合成的小晶粒H-ZSM-22 具有较强的酸中心,较多可及的强B酸中心数量,其长链正构烷烃转化率可达80%以上。在此基础上,制备的Pt/ZSM-22催化剂具有较高的Pt分散度,表现出很好的加氢裂化/异构化性能,其长链正构烷烃的转化率高达97.79%,生物航煤收率达50.25%,航煤产物异正比为7.55。     

Comparison of n-Dodecane Hydroisomerization Performance Over Pt Supported ZSM-48 and ZSM-22

ZSM-48 and ZSM-22 zeolites with similar Si/Al ratio were synthesized and modified by alkali treatment. Moreover, n-dodecane hydroisomerization performance of Pt supported ZSM-22 and ZSM-48 were investigated. The catalytic results showed that the activity and the isomers selectivity of n-dodecane hydroisomerization could be improved by alkali treatment. The isomers distributions were distinct for Pt/ZSM-48 and Pt/ZSM-22. Mono-branched isomers near the end of the chains were more prone to be generated on Pt/ZSM-22 catalyst, which suggested “pore-mouth” catalysis model dominating the hydroisomerization catalysis. However, di-branched isomers and mono-branched isomers with methyl near the middle of the carbon chains were favorable to be formed over Pt/ZSM-48 catalyst according to the “key-lock” catalysis model. Moreover, more central-branched isomers were formed at high reaction temperature (>?320 °C) especially for Pt/ HZSM-22.

Graphic Abstract

     

拟薄水铝石对加氢异构化催化剂性能的影响

研究3种不同孔结构的拟薄水铝石粉体对加氢异构化催化剂物化性质和蜡加氢异构化反应性能的影响,采用XRD、BET、FT-IR和NH3-TPD表征拟薄水铝石和由其制备的加氢异构化催化剂的物化性能,并在固定床反应器上评价催化剂的异构化性能。结果表明,3种拟薄水铝石的物相相同,以羟基峰强度和胶溶能力较强的拟薄水铝石制备的异构化催化剂比表面积和孔容最大、酸性最弱、蜡加氢异构化性能最佳,所得润滑油基础油凝点-30℃,黏度指数180,满足高品质润滑油基础油的要求。     

Pt/USY催化剂上FCC柴油加氢改质反应性能

制备了加氢改质催化剂Pt/USY、Pt/1.0K-USY和Pt/2.0K-USY,并借助XRD、N₂等温吸附-脱附、NH₃-TPD和Py-FT-IR表征了这3种催化剂的结构和酸性,同时以预精制FCC柴油为原料,采用固定床反应器研究了上述催化剂的加氢改质反应性能.结果表明,在金属Pt负载量相同和催化剂孔道结构相似的情况下,催化剂的反应活性和选择性主要取决于催化剂的酸量和酸强度以及酸分布,相对而言,具有适宜酸性的Pt/1.0K-USY催化剂更有利于芳烃饱和与选择性开环反应,其加氢改质柴油满足国V标准要求.     

酸改性高岭土基质FCC催化剂的反应性能

利用N^₂吸附法、IR酸性表征、微型和小型反应器等手段研究了改性高岭土基质催化剂的性能特点。结果表明，高岭土经过热和化学改性后形成了一定活性的中孔结构，添加这种新材料制成的FCC催化剂具有较强的抗重金属污染和重质油转化能力。