烷基化反应沸石催化剂寿命的影响因素

通过对相同催化剂在加速失活和工业操作失活后两个催化剂样品结炭物质的剖析和各种性能的比较，阐明用加速失活实验判断烯烃与苯烷基化催化剂的寿命是可行的。以加速失活实验为手段，讨论了烷基化反应中不同种类沸石、同种沸石的不同改性处理对催化剂烷基化反应寿命的影响。用具体实验数据从工艺过程类型、工艺条件以及不同内构件的催化蒸馏塔对催化剂寿命的影响作了讨论。     

氢氟酸处理对β沸石催化剂烷基化反应的影响

用不同浓度的HF溶液对β沸石催化剂进行处理,当HF浓度较低时,催化剂的晶格外物种和不稳定的骨架铝被溶解,桥形羟基被F取代,孔体积和比表面积增加,总酸量减少。随着HF浓度的继续增加,强B酸变化不明显,强L酸量增加,这是因为强B酸主要来源于缺陷处硅羟基,强L酸是由AlF3或其它铝物种的形成。深度氟化的催化剂孔体积和比表面积均减少,此时β沸石被溶解。催化剂寿命主要取决于催化剂的比表面积和孔体积,而不是酸量。当氟质量分数为0 5%时,催化剂的孔体积和比表面积最大,此时催化剂寿命提高约30%。     

铌改性沸石分子筛烷基化反应的研究

在催化法脱除芳烃中微量烯烃的反应中，使用五氧化二铌（Nb2O5）和氢氧化铌（Nb(OH)5）改性的沸石分子筛催化剂，能提高芳烃侧链烷基化反应的催化活性。Nb2O5的最佳添加量为10%，Nb(OH)5的最佳添加量为5%。用磷酸处理含铌分子筛催化剂，可进一步提高分子筛的活性和寿命，用1mol/L的磷酸处理效果最好。经磷酸处理后含5% Nb(OH)5的催化剂，烯烃最高转化率达63%，寿命达12 h。     

在FX-02沸石催化剂上苯与乙烯烷基化反应的研究

采用固定床鼓泡反应器,在ＦＸ ０２沸石催化剂上进行苯与乙烯烷基化反应的研究。通过加速失活试验,考察了不同工艺条件对催化剂操作寿命的影响,得到了使苯转化率和乙苯选择性较高及反应产物中二甲苯含量极低的适宜的工艺条件。     

分子筛结构及磷改性对催化苯与乙醇烷基化反应性能的影响

采用BET,NH3-TPD,Py-IR方法对Mor,Beta,SAPO-11,HZSM-5四种沸石原粉进行表征,在连续流动固定床反应装置上对这四种沸石催化剂进行苯与乙醇烷基化反应活性评价,并比较了四种沸石催化剂在相同反应时间下的积炭量。结果表明,Mor和Beta沸石失活快,SAPO-11沸石反应活性低,而HZSM-5沸石具有较高的反应活性和较长的寿命,是比较合适的催化剂;相同反应时间下四种沸石催化剂的积炭量由高到低的顺序为：Mor＞Beta＞SAPO-11＞HZSM-5。针对HZSM-5沸石催化剂乙苯选择性低的问题,考察了不同含量磷改性HZSM-5沸石催化剂的催化性能。结果表明,质量分数为3%磷改性HZSM-5催化剂的效果最佳,苯的转化率变化不大,乙苯选择性比未改性的催化剂提高了约20%。     

苯与丙烯烷基化反应中温度对Y沸石催化剂失活的影响

研究了丙烯与苯反应中反应温度对改性Y沸石催化剂失活的影响。通过TG、元素分析、FT-IR和裂解-色质等手段,分析了失活催化剂中的"焦炭"。结果表明,在较低反应温度下,催化剂失活的原因可能是由于沸石孔口直径为0 7～0 8nm,在超笼内生成较大分子的产物或中间化合物很难扩散出去,滞留在超笼中,导致孔口堵塞;在较高反应温度下,催化剂失活原因可能是催化剂活性中心缓慢地被积碳占据,直至积碳堵塞孔口后,活性便迅速下降。     

甲苯—甲醇在MFI型沸石催化剂上的烷基化反应

用ＮＨ３－ＴＰＤ法测定了快速结晶法合成的Ｇａ－、Ｆｅ－、Ｃｏ－、Ｎｉ－、Ｚｎ－ＭＦＩ型沸石催化剂的酸性，考察了甲苯－甲醇在这些催化剂上的烷基化反应性能。结果表明，用不同的金属元素取代沸石骨架上的铝，可以有效地调节沸石的酸性。     

在FX—02沸石催化剂上苯与乙烯烷基化反应的工艺条件研究

采用一种新的制备乙苯的烷基化反应工艺条件，在气－液－固三相的反应状态下考察反应温度、压力、苯／乙烯摩尔比和苯质量空速对以改性β沸石为主要活性组分的ＦＸ－０２催化剂性能的影响。在初步试验的基础上，应用均匀设计方法找出ＦＸ－０２催化剂上苯与乙烯烷基化反应的最适宜工艺条件，在ＦＸ－０２催化剂上，当反应温度为１５０～１７５℃，反应压力为０．８～１．２ＭＰａ，苯的质量空速为４ｈ－１，苯与乙烯摩尔比为６～８时，苯与乙烯可顺利地进行烷基化反应，乙烯的转化率达到１００％，乙苯的选择性超过９５％。     

β沸石催化剂上苯/乙烯烷基化反应器模拟

建立了苯与乙烯在β沸石催化剂上烷基化反应的气－液－固三相反应器数学模型，并应用变步长的Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔａ法给出了模型的解。比较了不同的反应条件和反应器行为。计算结果表明，无论是固定床鼓泡反应器，还是滴流床反应器，反应过程均为气液膜液侧的传质阻力所控制，且固定床鼓泡反应器对该反应更适合。     

在AB—96沸石催化剂上苯与乙烯气相烷基化反应工艺条件的研究

针对苯与乙烯气相烷基化生产乙苯的反应过程,对上海石油化工研究院研究生产的AB－96沸石催化剂用于该反应过程的工艺条件在实验室进行了研究,结果表明：以ZSM－5沸石为活性组元的AB－96催化剂,在反应温度380－430度,在反应压力1．0－1．8MPa,乙烯质量空速2．0－4．5h^-1,苯烯摩尔比6－9的条件下,乙烯转化率在99％以上,乙苯选择性可达93％,具有良好的反烃化性能,当原料苯中混有13％－17％的乙苯,二乙苯,甲本和二甲苯等对乙烯转化率和乙苯选择性几乎没有影响,在原料苯的含水量为180－650ug/g时对乙烯的转化率和乙苯的选择性无明显影响,具有较强的抗水能力,其活性稳定性较好,是一种良好 分子筛催化剂。     

FX-01催化剂上苯与丙烯烷基化Ⅰ.反应本征动力学

研究了FX－01沸石催化剂上苯与丙烯的烷基化反应动力学。在等温鼓泡床反应器中进行动力学试验,采用序贯试验设计法安排试验点。试验在排除了内扩散影响、但存在外扩散阻力的条件下进行,测得宏观反应速率,由关联式计算外扩散传质系数,采用常微分方程参数估值Gauss－Newton法进行模型参数估值,得到反应的幂数型本征动力学模型。     

FX-01催化剂上苯与丙烯烷基化Ⅰ.反应本征动力学

研究了FX－01沸石催化剂上苯与丙烯的烷基化反应动力学。在等温鼓泡床反应器中进行动力学试验,采用序贯试验设计法安排试验点。试验在排除了内扩散影响、但存在外扩散阻力的条件下进行,测得宏观反应速率,由关联式计算外扩散传质系数,采用常微分方程参数估值Gauss－Newton法进行模型参数估值,得到反应的幂数型本征动力学模型。     

BETA和MCM-22沸石在丙烯与苯烷基化反应中的催化性能

以六亚甲基亚胺为模板剂，采用动态晶化水热法合成了：MCM-22沸石，并对其进行了物相表征。采用XRD、TG、FT-IR等手段测定了BETA及：MCM-22沸石的孔结构和酸性质，还考察了它们的活性、稳定性以及对产物的选择性。结果表明，催化剂的活性和稳定性与催化剂的酸性和孔结构有密切关系。BETA沸石比MCM-22沸石的初始活性高、稳定性低。在相同的反应条件下，就催化反应的产物中目的产物异丙苯(以丙烯为基准计)的选择性而言，MCM-22沸石比BETA沸石低1％～2％；就正丙苯的含量而言，MCM-22沸石比BETA沸石低3～4倍。     

苯—乙烯烷基化HZSM—5沸石催化剂积炭失活的研究：Ⅱ.沸石的S…

通过调变合成母液配比合成出不同ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３比的ＺＳＭ－５沸石系列，对Ｈ型催化剂进行苯－乙烯烷基化快速失活反应考察。应用ＴＰＤ和吡啶吸附吸附红外光谱法研究了沸石的酸性质与积炭失活的关系。结果表明，“特强的”Ｂ酸中心是影响活稳定期的主要因素。     

硫化氢对FX—02催化剂烷基化性能的影响

研究了H2S对FX－02催化剂上苯与稀乙稀烷基化反应的影响。认为是H2S占据了催化剂的活性位,妨碍了反应物的吸物和反应。结果表明,在FX－02催化剂上利用干气制乙苯时,应对干气进行脱硫预处理。