芳烃精制脱烯烃分子筛催化剂的研究

本研究以铝胶、硅铝胶及钛铝胶为粘合剂,以HY分子筛为主要活性组分制备了芳烃脱烯烃分子筛催化剂.采用NH3-TPD、BET、TG和活性评价等方法对催化剂的酸性、脱烯烃活性、失活原因及再生性能进行了研究.结果表明,含有不同粘合剂的HY分子筛催化剂的脱烯烃活性均明显高于工业使用的NC-01颗粒白土催化剂,分子筛催化剂表面具有较多的弱酸中心是其性能良好的重要原因.积碳是分子筛催化剂表面失活的主要原因,经焙烧再生处理后分子筛催化剂仍具有较好的脱烯烃性能.经823 K焙烧的硅铝胶质量分数为20%的分子筛催化剂具有较佳的反应性能.     

模拟移动床吸附模型的计算应用

采用模拟移动床实现分子筛脱蜡过程是烷基苯生产中的一个重要环节。用模拟移动床动态吸附模型对分子筛脱蜡进行了模拟计算,探讨随时间改变流量的措施对提高分子筛脱蜡过程效率的影响。计算结果表明:进料量、脱附剂流量均随时间周期性地先慢后快变化的操作方式,可提高产量、减少脱附剂用量、节省能耗,同时正构烷烃的纯度及收率都能符合技术指标要求。这一结果为分子筛脱蜡过程的优化提供了更新的理论根据。     

MSE结构钛硅分子筛的快速合成及其催化正己烯环氧化反应性能

采用二甲基二丙基氢氧化铵(DMDPAOH)为结构导向剂,以超稳脱铝FAU分子筛(USY)为硅铝源,通过外加硅源调节体系硅铝比,无外加晶种条件下制备了高纯度MSE拓扑结构UZM-35分子筛,并通过后续的酸洗、补钛处理得到了Ti-UZM-35分子筛.X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和N2吸脱附等测试结果表明,后续酸...     

自柱撑型纳米分子筛的制备及其在正庚烷裂解反应中的应用

以四丁基氢氧化铵为模板剂、正硅酸乙酯为硅源,采用变温晶化法制备了自柱撑型纳米分子筛。利用XRD、SEM、TEM、N₂物理吸附-脱附、NH₃-TPD等表征手段对模板剂添加量、分子筛的生长过程、硅铝摩尔比调变范围进行了系统考察。结果表明,80℃低温晶化72 h、170℃高温晶化3 h就可得到结晶度良好的自柱撑型纳米分子筛;低温晶化时间的延长,有利于自柱撑纳米结构的形成;随着模板剂与二氧化硅的摩尔比由0.2增加至0.5,自柱撑型纳米分子筛的分支程度明显变高;通过变温晶化法可制备出硅铝摩尔比为50～300的自柱撑型纳米分子筛。研究了不同硅铝摩尔比自柱撑型纳米分子筛在正庚烷裂解反应中的性能,结果表明,硅铝摩尔比为300的分子筛催化正庚烷裂解具有最高的丙烯与丁烯选择性;随着硅铝摩尔比的降低,催化剂的稳定性逐渐提高。     

分子筛改性研究综述

综述了国内外分子筛的主要改性方法,阐述了脱铝改性、脱硅改性和金属改性的特点。脱铝改性主要有水蒸气改性法和酸处理改性法,相比于水蒸气处理分子筛需要大量的能量且难以掌握脱铝程度,酸处理脱铝以能耗低、环保、脱铝程度易控制的优势更加适用于低硅铝比分子筛脱铝,微波处理可以大幅缩短酸处理的时间。采用碱处理脱硅制备的介孔-微孔分子筛,结合了微孔的催化性能、择形选择性和介孔的优异扩散性能,提高了分子筛的综合价值。金属改性能在不改变分子筛结构的基础上,有效的提高目的产物的收率与选择性,延长分子筛的寿命。在总结目前分子筛改性研究进展的基础上,提出随着分子筛催化剂生产的产业化,应研究更适合大规模生产的改性条件。     

HZSM-5分子筛上吸附苯和甲醇的TPSR-MS研究

对不同硅铝比HZSM-5分子筛进行程序升温表面反应-质谱(TPSR-MS)实验和原位程序升温氧化(TPO)。结果表明,苯在HZSM-5分子筛上于60℃下吸附后程序升温脱附的过程中检测到乙烯,硅铝比越低,检测到的乙烯越多,HZSM-5分子筛上的残碳量越大。甲醇在HZSM-5分子筛上于60℃下吸附后程序升温脱附的过程中检测到甲苯,但未检测到苯,硅铝比越低,检测到的甲苯量越大;同时检测到氢气,硅铝比越低,氢气量越小,TPO检测到的残炭量越小。吸附温度越高,甲醇越易转化成甲苯。     

以哌啶为模板剂的MCM-22分子筛合成

为合成不同硅铝比的MCM-22分子筛,对分子筛配料中的硅铝比、碱度、模板剂和晶化助剂用量等进行了考察,并用X射线衍射、扫描电镜、电感耦合等离子体发射光谱、X射线光电子能谱仪及氮气吸脱附等手段对样品进行了表征。结果表明,以哌啶(PI)为模板剂、硼酸(BA)为晶化助剂,在n(OH-)/n(SiO2)为0.03~0.20、n(PI)/n(SiO2)大于0.03及n(BA)/n(SiO2)大于0.05的条件下,可得到硅铝比为25~500的MCM-22分子筛。与以六亚甲基亚胺为模板剂相比,以哌啶为模板剂制得的MCM-22分子筛具有更小的晶粒尺寸和更大的比表面积。     

模板剂法水热合成高硅铝比ZSM-5分子筛

以工业水玻璃和硫酸铝为主要原料,正丁胺为模板剂,利用水热法合成出了高硅铝比ZSM-5分子筛。考察了晶化时间、晶化温度、投料硅铝比、合成体系pH值以及模板剂用量等因素对晶化产物的影响。采用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、低温氮气吸脱附、核磁共振、扫描电子显微镜等手段对合成样品进行了表征。结果表明:合成ZSM-5分子筛最适宜的条件为:晶化时间36h,晶化温度170℃,投料硅铝比200,合成体系的pH=11.0,模板剂加入量为模硅比0.2。在最适宜条件下合成得到的ZSM-5分子筛产物具有高的相对结晶度,BET比表面积为335m2/g,晶粒尺寸约为5μm×15μm,骨架硅铝比大于100。     

SSZ-13分子筛无钠合成工艺与产物物性表征

以氨水弱碱代替NaOH作为碱源,铵型硅溶胶与硫酸铝作为不含钠的硅铝源,N,N,N-三甲基-1-金刚烷基氢氧化铵作为有机模板剂,一步水热法无钠途径合成了不同硅铝比的SSZ-13分子筛。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、氨气程序升温脱附(NH_3-TPD)、元素分析、热重分析(TG-DTG)和N_2等温吸附-脱附(BET)等手段表征产物,并以甲醇制烯烃反应(MTO)评价其催化性能。结果表明,采用氨水合成的不同硅铝比的铵型SSZ-13分子筛,粒径随着硅铝比增加而减小;合成产物直接焙烧后可用于催化反应,硅铝比为75较25的样品在甲醇制烯烃催化反应中寿命延长了2.6倍。     

不同硅铝比HZSM-5催化正己烷耦合甲醇芳构化

在温度为400℃,压力为0.50 MPa,质量空速为1 h~(-1),甲醇与正己烷质量比为7/3的条件下,在50 mL固定床反应器中考察了5种不同硅铝比HZSM-5分子筛催化正己烷耦合甲醇芳构化反应的活性和稳定性,并对HZSM-5分子筛进行了X射线衍射(XRD)、N_2吸-脱附、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)、扫描电镜(SEM)和吡啶吸附红外光谱(Py-IR)表征。研究结果表明:硅铝比低的HZSM-5分子筛作为催化剂时,产物中芳烃的选择性较大;硅铝比高的HZSM-5分子筛作为催化剂时,其反应稳定性较好。硅铝比为15时,芳烃选择性为49.7%,催化剂寿命为144 h;硅铝比为75时,芳烃选择性为27.7%,催化剂寿命为384 h。表征结果显示:不同硅铝比HZSM-5分子筛是由纳米尺寸的小晶粒构成,均具有MFI晶型结构,比表面积和孔体积相近;高硅铝比HZSM-5分子筛的中强酸量和Br?nsted酸量较小,反应温和,催化剂稳定性较好,不同硅铝比HZSM-5分子筛的酸量差异可能是造成催化性能不同的主要原因。