化学液相沉积法改性ZSM-5沸石上的甲苯择形歧化反应 Ⅰ沉积条件的影响

以硅氧烷为改性剂,采用化学液相沉积法制备了系列改性HZSM-5催化剂,用X射线衍射(XRD)、低温N2物理吸附及程序升温氨脱附(NH3-TPD)表征了催化剂的物化性质,并在高压微型反应装置上考察了改性催化剂在甲苯歧化反应中的催化性能,详细考察了催化剂制备过程中沉积量、沉积时间和沉积次数对甲苯转化率和对二甲苯选择性的影响。结果表明,催化剂颗粒的内外层SiO2沉积不均匀,形成了蛋壳型的催化剂;SiO2主要沉积在ZSM-5晶粒的外表面,而内部结构和酸性影响不显著。改性催化剂可大幅度提高甲苯歧化的对位选择性;沉积时间对选择性影响不大,多次沉积、增加沉积剂量可提高对位选择性,且存在一个最佳沉积量。     

脱水处理对HZSM-5分子筛甲苯择形歧化性能的影响

通过²⁷Al MAS NMR、NH₃-TPD和FT-IR等表征手段研究了脱水处理对HZSM-5分子筛催化剂的结构和催化性能的影响。HZSM-5分子筛经过371 ℃水蒸汽处理后,分子筛的部分骨架铝脱出,形成非骨架铝物种,该非骨架铝物种对甲苯择形歧化反应具有较大影响。HZSM-5分子筛的酸性变化主要是由于非骨架铝物种SiAl（OH）的变化而引起,随着脱水温度的升高,HZSM-5分子筛酸中心的强度下降,但酸中心数量增加,当脱水温度为400 ℃时,HZSM-5分子筛的酸中心强度和数量达到最佳,甲苯转化率为28.2%。脱水过程中,甲苯的引入可以阻止HZSM-5分子筛催化剂进一步脱水,起到稳定催化剂活性中心的作用,使催化剂的性能较为稳定。     

聚苯基甲基硅氧烷改性ZSM-5分子筛上的甲苯择形歧化反应

以聚苯基甲基硅氧烷为改性剂,采用化学液相沉积法对ZSM-5分子筛催化剂进行改性修饰,考察改性催化剂的甲苯择形歧化反应性能。采用XRD、BET、NH 3-TPD表征改性催化剂的孔结构和酸性质。结果表明,聚苯基甲基硅氧烷作为改性剂可以增加催化剂的弱酸中心和中强酸中心酸量,同时缩小催化剂的平均孔径,改性程度与改性次数有关。改性催化剂用于甲苯歧化反应可以增加对二甲苯的选择性,对二甲苯选择性的增加程度与改性次数有关,改性次数增多,对二甲苯选择性增加越显著,同时甲苯转化率越低,副反应越多。     

甲苯在硅沉积结合水热改性ZSM-5分子筛上的选择性歧化

采用液相沉积法研究了硅改性剂结合水热改性对择形分子筛的表面酸性和孔结构参数的影响。以甲苯的歧化反应为探针，考察了改性剂的种类和改性次数等因素对催化剂选择性和活性的影响。结果表明，硅改性剂能显著改变分子筛的强酸性，可以对择形分子筛的孔结构进行精细调节。分子筛改性后甲苯的转化率有所降低，但对二甲苯的选择性明显提高。     

硅改性对甲苯择形歧化催化剂性能的影响

以聚硅氧烷为改性剂,对HZSM-5分子筛甲苯择形歧化催化剂进行改性,采用X射线衍射(XRD)、N2低温吸附和核磁共振(27Al MAS NMR)等于段对改性前后的催化剂进行表征,并考察了硅改性对甲苯择形歧化催化剂性能的影响.结果表明:随着改性次数的增加,催化剂上二氧化硅的沉积量增加,催化剂的活性降低,对二甲苯(PX)选...     

硅改性ZSM-5对催化甲苯歧化反应的影响

通过化学液相沉积对ZSM-5沸石进行硅改性,制备了不同硅沉积量的催化剂.采用固定床微型反应器对催化剂的反应性能进行评价.考察了二氧化硅沉积量,改性次数对改性的影响.采用Py-IR、BET表征对改性前后的催化剂进行表征.结果发现,随着硅沉积量的增加甲苯歧化的转化率逐渐下降,对位选择性逐渐升高,副反应越来越明显.     

TEOS-化学液相沉积法改性ZSM-5催化剂上的高选择性甲苯择形歧化反应

Shape-selective catalysts for the disproportionation of toluene were prepared by the modification of the cylinder-shaped ZSM-5 zeolite extrudates with chemical liquid deposition with TEOS (tetraethyl orthosilicate).Various parameters for preparing catalysts were changed to investigate the suitable conditions.The resulting cata-lysts were tested in a pressured fixed bed reactor and characterized by SEM (scanning electron microscopy).The conversion of toluene and para-xylene selectivity were influenced remarkably by the n(SiO2)/n(Al2O3) ratio of ZSM-5 zeolite,the type and amount of deposition agent,acid and solvent used,and the time and cycle of deposition treatment.TEOS was proved to be a more efficient agent than the conventional polysiloxanes when the deposition amount was low.The catalyst prepared at the suitable conditions exhibited a high para-xylene selectivity of 91.1% with considerable high conversion of 25.6%.SEM analyses confirmed the formation of a layer of amorphous silica on the external surface of ZSM-5 zeolie crystals,which was responsible for the highly enhanced shape-selectivity.     

HZSM-5催化剂气相沉积改性及催化甲苯歧化抗积炭性能

为使HZSM-5具有较高的甲苯歧化催化活性,提高对二甲苯的选择性以及催化剂的抗积炭稳定性,采用钛酸四丁酯、正硅酸乙酯和亚磷酸二乙酯对HZSM-5催化剂进行化学气相沉积改性。分别采用红外光谱和吡啶程序升温脱附(TPD)表征了改性前后催化剂表面酸中心性质。实验结果表明,HZSM-5沸石气相化学沉积覆Ti、Si和P的氧化物后,表面酸中心类型和弱酸中心密度没有改变,强酸中心密度有所下降,其中化学气相覆P的HZSM-5酸中心强度明显增强。改性后的HZSM-5沸石用于甲苯歧化反应催化剂时,经过气相化学沉积覆Si和P的HZSM-5催化剂不仅能提高甲苯歧化催化活性,而且能够大幅度提高催化剂的抗积炭能力。     

HZSM-5分子筛上甲苯择形甲基化反应积炭行为探讨

将水热合成法制备并改性的HZSM-5分子筛催化剂应用于甲苯甲醇甲基化反应,催化剂表现出良好的甲苯转化率和二甲苯对位选择性。采用程序升温氧化法、固体紫外-可见吸收光谱、核磁共振法和气相色谱串联质谱法等研究催化剂的积炭行为。结果表明,反应介质甲醇中的氧未参与积炭形成,积炭成分较为单一,均由碳氢两种元素组成。积炭分为可溶的芳烃和稠环芳烃及其衍生物以及不可溶稠环芳烃、石墨前驱体、石墨等中的一种或几种混合物。甲苯与甲醇作为反应底物同时存在也决定了可溶性成分中单甲基或多甲基取代芳烃占大多数。早期积炭主要分布于分子筛孔道,积炭组成和分布由分子筛孔道结构和外表面酸性、反应物性质与反应条件决定。     

不同晶粒形貌ZSM-5分子筛的表征及催化甲苯歧化反应

制备不同晶粒形貌的ZSM-5分子筛,采用XRD、SEM和NH_3-TPD对合成的分子筛催化剂进行表征,并用于甲苯歧化反应考察其催化性能。结果表明,制备的ZSM-5分子筛具有六角板状、棒状和球状3种晶粒形貌,棒状分子筛暴露较多的(101)晶面,六角板状分子筛暴露较多的(020)晶面,棒状分子筛具有较高的强酸量。在甲苯歧化反应中,ZSM-5分子筛催化剂暴露(101)晶面越多,产物扩散可能性越大,导致甲苯转化率提高,强酸量增加使副反应发生可能性增大,降低二甲苯选择性。     

硅改性HZSM-5沸石上甲苯与甲醇选择性甲基化的研究

采用硅油化学液相沉积法,焙烧后在HZSM-5沸石外表面上形成SiO2涂层,可有效地调控HZSM-5沸石的孔口尺寸。制备了一系列SiO2沉积量不同的Si/HZSM-5催化剂,并进行了甲苯与甲醇选择性甲基化反应。随着SiO2沉积量增加,沸石骨架结构和内表面性质变化不大,而孔口尺寸逐渐缩小,反应中产物对二甲苯的选择性明显提高。     

硅油-硝酸镧复合改性ZSM-5催化剂上甲苯甲醇选择性烷基化反应性能

以HZSM-5为改性基体,甲基硅油为改性剂,采用浸渍法制备硅油改性催化剂SiHZ(3.0)和复合改性催化剂SiHZ(3.0)/La₂O₃,考察硅油-硝酸镧复合改性ZSM-5催化剂上甲苯甲醇选择性烷基化的反应性能,并与单纯硅油改性的ZSM-5催化剂进行比较,结合催化剂酸性和孔结构的表征,研究硅油-硝酸镧复合改性对催化剂性能的影响。结果表明,在反应初期复合改性SiHZ(3.0)/La₂O₃催化剂上,甲苯转化率略低于单纯硅油改性的SiHZ(3.0)催化剂,对二甲苯选择性相近;反应100 h后,SiHZ(3.0)/La₂O₃催化剂活性和选择性均高于SiHZ(3.0)催化剂,说明复合改性催化剂中La₂O₃在硅油修饰外表面和孔口的基础上,进一步调变孔道内酸性质,降低强酸中心量和B酸酸量,从而显著提高催化剂稳定性。     

改性HZSM-5催化剂上甲苯-甲醇的烷基化反应的研究

采用浸渍法制得了P、B、Cu、Mg单组分及Mg、P、Si多组分复合改性的HZSM-5催化剂,通过XRD、BET、NH3-TPD等手段对改性前后催化剂的结晶度、孔结构及表面酸性进行了表征,在常压连续流动固定床反应装置上考察了改性HZSM-5在甲苯-甲醇烷基化制备对二甲苯反应中的催化性能,并对其微结构、表面酸性与择形选择性进行了关联。结果表明,P、B、Cu、Mg单组分改性的HZSM-5催化剂中,质量分数20%MgO改性使HZSM-5催化剂微孔面积和微孔容大幅下降,强酸显著降低,目标产物对二甲苯选择性明显提高(>60%);Mg、P、Si复合改性的HZSM-5催化剂中,改性剂之间的酸碱等相互作用对改性催化剂的开孔和表面酸性位的影响较大,与单组分改性相比复合改性效果不明显。     

β沸石催化剂上甲苯歧化及与1,2,4-三甲苯烷基转移反应研究

对在液固相连续反应装置上以β沸石为催化剂进行甲苯歧化及甲苯与1,2,4-三甲苯烷基转移生成二甲苯及苯的反应进行了研究，并对影响反应的因素如温度、压力、氢气用量、反应物空速等进行了探讨。结果表明，该催化剂对上述反应有较好的催化作用。对于甲苯歧化反应，在温度280 ℃，压力3.5 MPa，甲苯重量空速4h^－1，n_氢/n_甲苯＝4∶1时，甲苯转化率为47.26%，苯与二甲苯总选择性为93.50%。对于甲苯与三甲苯的烷基转移反应，当进料比n_甲苯/n_三甲苯=2，温度280 ℃，压力3.5 MPa，总重量空速4 h^－1，n_氢/n_烃=2∶1时，总转化率为47.17%，二甲苯选择性为83.25%，二甲苯收率达39.26%。     

无粘结剂ZSM-5催化剂改性及其甲苯与乙烯择形烷基化反应的催化性能

利用甲苯与乙烯的烷基化反应制备对甲乙苯,是一条具有技术经济性的合成工艺路线。本工作对无粘结剂ZSM-5分子筛催化剂颗粒进行了聚苯甲基硅氧烷(PPMS)修饰剂化学液相沉积(CLD)改性处理研究,考察了其对催化剂物化性质与择形烷基化反应性能的影响。在CLD改性过程中形成的SiO2使ZSM-5孔口收窄、外表面酸性位点钝化,这可以有效阻止对甲乙苯异构化为间甲乙苯或邻甲乙苯。经过重复3次改性的无粘结剂ZSM-5可将对甲乙苯的择形选择性提高至97%以上,与改性的常规含粘结剂ZSM-5催化剂颗粒相比,CLD改性的无粘结剂ZSM-5催化剂颗粒具有更好的烷基化活性和反应稳定性。     

ZSM-5/Silicalite-1核壳分子筛的合成与择形催化性能

采用原位合成法制备了单晶ZSM-5/Silicalite-1核壳分子筛.考察了壳核比、核的粒径大小及硅铝比对核壳分子筛合成的影响,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、低温N2吸附及异丙苯和1,3,5-三异丙苯裂解探针反应对分子筛进行表征,并考察了核壳分子筛在甲苯甲醇烷基化反应中的择形催化性能.结果表明,以大粒径、高硅铝比的分子筛为核有利于ZSM-5/Silicalite-1核壳分子筛的合成,且在甲苯甲醇烷基反应中,对二甲苯具有较高的选择性.     

Fe酸性沸石催化剂对2-异丙基萘择形歧化反应的影响

采用等体积浸渍法制备不同含量Fe₂O₃改性的MP-01催化剂,研究其催化2-异丙基萘歧化反应的性能。结果表明,2-异丙基萘择形歧化的最佳条件为反应温度210 ℃,采用质量分数2%Fe₂O₃改性后的MP-01催化剂,反应2 h,2-异丙基萘转化率为41.2%,目的产物2,6-二异丙基萘选择性为41.2%,二异丙基萘选择性为33.5%,选择性高于未负载Fe₂O₃的MP-01催化剂。Fe₂O₃的改性使催化剂表面酸性减少,抑制了非择形催化反应的发生,提高了2,6-二异丙基萘和二异丙基萘选择性。推荐2,6-二异丙基萘制备工艺路线,包括反应和分离两部分,反应主要包含烷基化、烷基转移和2-异丙基萘歧化3个反应。     

甲苯甲醇烷基化反应催化剂改性HZSM-5分子筛的研究进展

甲苯甲醇烷基化具有甲苯利用率高,产物选择性高等特点,是一条很有应用前景的合成路线。综述了改性后的HZSM-5分子筛催化剂用于甲苯甲醇烷基化反应的研究进展,通过负载元素改性或是在HZSM-5分子筛上生长Sillicalite-1层的改性方法,减小孔径或缩小孔口,屏蔽ZSM-5分子筛外表面的酸性位,可提高产物对二甲苯的选择性。     

茚满对HAT-097甲苯歧化与烷基转移催化剂反应性能的影响

为提高重芳烃的利用率,研究了芳烃原料中茚满含量对HAT-097甲苯歧化与烷基转移工业催化剂催化反应性能的影响,并探讨了茚满的反应途径。结果表明:HAT-097催化剂具有较好的抗茚满能力,但随进料中茚满含量的增加,要达到相同的转化率,需提高反应温度;茚满可能发生了5元环的断裂反应,生成了甲乙苯等反应产物。     

萘对非贵金属改性甲苯歧化催化剂反应性能的影响

研究了原料中萘含量对非贵金属改性催化剂上甲苯与重芳烃歧化和烷基转移反应的影响。结果表明:随着原料中萘含量的增加,甲苯与重芳烃歧化和烷基转移反应受到的抑制效果增加,需以提高反应温度来补偿催化剂活性的损失;撤掉原料中的萘后,甲苯歧化反应不能完全恢复,重芳烃烷基转移反应能够恢复。萘系物在反应过程中存在一平衡值:原料中不含萘时,甲苯与重芳烃歧化与烷基转移反应副产少量萘系物;原料中萘含量低于平衡值时,萘主要发生烷基转移反应,生成烷基萘;原料中萘含量高于平衡值时,萘除了发生烷基转移反应外,还发生了加氢裂解反应。