沸石催化剂上实际天然气的无氧芳构化研究

试验中催化剂的活性物质均为分析纯的无机金属化合物，通过混合法，浸渍法或共浸渍法引入到沸石分子筛上，甲烷或干天然气的芳构化评价反应是在连续流动固定床反应器（石英制）上常压下进行的。     

正庚烷在分子筛催化剂上芳构化反应研究

以正庚烷为模型化合物，在固定床连续微型反应器装置上考察了分子筛催化剂和常规重整催化剂的催化反应性能。结果表明，常规重整催化剂反应产物中的产品分布与所使用的原料有关，产物中芳烃以与原料等碳原子数芳烃为主，而分子筛催化剂反应产物中的产品分布与所用原料关系不大，并且产物中对二甲苯的选择性明显提高。     

正辛烷在ZSM-5催化剂上芳构化反应规律的研究

在连续流动固定床微型反应器上,以Pt-Re/ZSM-5为催化剂考察了正辛烷在440～550 ℃的芳构化反应规律.实验结果表明,在440 ～460 ℃,正辛烷直接脱氢环化生成二甲苯;在470～490 ℃,正辛烷裂解,没有聚合生成芳烃;在490～550 ℃,正辛烷按照正碳离子先裂解、再聚合、再经环化脱氢的机理生成大量芳烃.     

Cd-ZSM-5沸石催化剂的制备、表征和芳构化催化性能

采用离子交换、浸渍和混合三种方法制备镉改性ZSM-5沸石催化剂,考察了改性方法和镉含量对催化剂的表面酸性和Cd状态以及芳构化性能的影响。结果表明,加入镉降低了B酸性,Cd~(2+)与沸石结合形成了L_(1612)酸中心,其生成量取决于改性方法和Cd含量,并与芳构化活性提高有直接关系。     

戊烯芳构化反应的研究

在高压微反-色谱仪上考察了戊烯的芳构化反应历程.结果表明:低温(100～300 ℃)时戊烯及其产物易被催化剂吸附,在HZSM-5和Zn/ZSM-5催化剂上均表现为酸性催化剂上的齐聚-裂解反应;高温(300～500 ℃)时戊烯在HZSM-5催化剂上通过氢转移生成芳烃,在Zn/ZSM-5催化剂上通过脱氢环化生成芳烃,且在Zn/ZSM-5催化剂上的戊烯转化率和芳烃收率均比在HZSM-5催化剂上的高.     

Zn-Pt-Re/ZSM-5催化剂上烷烃芳构化反应规律的研究;

以正己烷、正庚烷、正辛烷、甲基环戊烷及环己烷为模型化合物,在固定床连续微型反应器上研究不同碳数和结构的烷烃在催化剂Zn-Pt-Re/ZSM-5上的芳构化反应规律,并与传统重整催化剂的芳构化性能进行比较。结果表明：在反应温度小于450 ℃时不同烷烃生成芳烃从难到易的顺序为正己烷＞环己烷＞甲基环戊烷＞正庚烷≈正辛烷;在反应温度大于450 ℃时芳烃收率均在90％以上。烷烃在传统重整催化剂CB-8上直接脱氢环化生成环烷烃,然后再脱氢生成芳烃。烷烃在Zn-Pt-Re/ZSM-5催化剂上的反应按两种机理进行：小部分烷烃直接脱氢环化生成环烷烃,然后再脱氢生成芳烃;大部分烷烃先裂解为低碳烯烃,再发生聚合、环化、脱氢等反应生成芳烃。     

纳米HZSM-5沸石催化剂上催化裂化轻汽油的芳构化

利用小型固定床加压反应器在纳米 HZSM-5沸石催化剂上进行了流化催化裂化(FCC)轻汽油(馏出温度小于等于85℃的馏分)的芳构化反应。实验结果表明,在反应温度为360～400℃、反应压力为1.0～3.0 MPa、重时空速为1.0～4.0 h~(-1)、V(H_2)∶V(原料)为260、反应时间48 h 的条件下,FCC 轻汽油中的 C_5~+烯烃转化率为39.11%～97.92%,产物中芳烃净增量为2.59%～19.05%,说明 FCC 轻汽油可在纳米 HZSM-5沸石催化剂上有效进行芳构化反应。汽油收率低和催化剂失活快是 FCC轻汽油在纳米 HZSM-5沸石催化剂上进行芳构化反应需要解决的两个主要问题。对纳米 HZSM-5沸石催化剂进行必要的改性处理及脱除原料中的二烯烃杂质呵以改进 FCC 轻汽油芳构化催化剂的性能。     

Bi浸渍HZSM—5沸石上丙烯芳构化反应的研究

用微型反应装置测定了HZSM-5沸石在用Bi改性前后催化丙烯芳构化反应的性能,并用XRD、SEM、XPS、NH_3-TPD及IR-TPD对沸石表面性质进行了观测。探讨了丙烯芳构化反应机理及沸石表面性质对芳构化的影响。研究结果表明,HNK沸石经Bi改性后,其表面B酸强度降低,L酸强度增强,强B酸及强L酸中心增多,且诱导出次强酸中心。这些变化是造成丙烯芳构化反应增强因而芳烃收率增加的原因。浸渍物与沸石表面的相互作用在浸渍量Bi_2O_3=3.5m%对达到最大。超过该值,则因浸渍物的覆盖作用而使芳烃收率下降。     

双金属改性ZSM-5/L复合分子筛的制备及其催化芳构化反应性能

采用分级改性的方法制备Zn-ZSM-5/Pt-L核壳型双金属催化剂,通过改变金属负载量的组配方式对催化剂表面酸性进行调控,利用X射线衍射(XRD)、氮气吸附脱附、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、吡啶吸附-原位傅里叶变换红外光谱(Py-FTIR)等手段进行表征,并以正戊烷为原料对催化剂的轻烃芳构化性能进行评价。结果表明,在复合分子筛核壳结构的基础上,分级引入双金属的改性方式有效地调控了催化剂表面的酸分布以及L/B酸比例,使双金属催化剂更好地发挥L酸和B酸的协同催化作用,当Zn和Pt负载量分别为1.0%和0.6%时所表现出的催化性能最优,其正戊烷芳构化反应的转化率为99.1%、芳烃选择性达到47.2%。     

不同改性ZSM-5分子筛负载Ni催化剂上1-庚烯芳构化和异构化性能研究

以磷改性ZSM-5分子筛（ZSM-5-P）、磷和铁改性ZSM-5分子筛（ZSM-5-P-Fe）、未改性NaZSM-5分子筛和无定形SiO2为载体,通过浸渍法制备了Ni/ZSM-5-P,Ni/ZSM-5-P-Fe,Ni/NaZSM-5,Ni/SiO2催化剂,采用N2吸附-脱附、X射线衍射、NH3-TPD、H2-TPR以及吡啶吸附-脱附红外光谱等手段对催化剂进行表征,并在催化加氢脱硫反应条件下,考察了1-庚烯在上述催化剂作用下的芳构化和异构化反应性能。结果表明：Ni/ZSM-5-P-Fe和Ni/ZSM-5-P比Ni/NaZSM-5具有更高的催化反应活性,其异构化产品、芳烃及气体收率明显增加;Ni/ZSM-5-P-Fe具有较多的中强酸活性中心和B酸中心,在该催化剂作用下1-庚烯具有较高的异构化和芳构化反应性能,说明B酸中心能较好地促进1-庚烯异构化和芳构化反应的进行,在一定强度的酸中心和金属中心协同作用下1-庚烯芳构化及异构化反应效率最高。     

无胺体系中ZSM-5分子筛的合成研究

以工业用水玻璃和硫酸铝为原料，采用水热法在无机体系中合成ZSM-5分子筛，并通过XRD、N2吸附脱附等测试手段对合成样品进行了表征，考察了主要合成条件对分子筛性能的影响。研究结果表明，不同的晶化温度所需的最佳晶化时间有所不同，晶化温度高则所需的晶化时间就相对较短；当pH值在9.5~10.5之间时，才能得到性能好的ZSM-5分子筛。研究还发现，投料Si/Al比、晶种加入量、硅源温度对分子筛的性能有着显著的影响。     

纳米ZSM-5分子筛在C10芳烃轻质化中的催化性能

以C10芳烃中的主要组分四甲苯和二乙苯为模型化合物,用脉冲反应器研究其在纳米ZSM-5分子筛催化剂上的轻质化反应。结果表明：在纳米ZSM-5上,低温时均四甲苯主要进行异构反应,高温时则发生脱烷基反应和烷基转移反应,反应空速对该反应的竞争影响较大;二乙苯主要进行脱烷基反应;若以BTX（苯、甲苯、二甲苯)的生成量最大为目标,则这两类反应物均宜在低温和高催化剂用量的条件下进行反应,这也可作为工业C10混合芳烃轻质化的最佳反应条件。     

硅烷化处理对HZSM-5分子筛芳构化性能的影响

以3-氨丙基三乙氧基硅烷为硅源,对HZSM-5进行硅烷化处理。考察硅烷含量对分子筛酸分布、催化活性和稳定性的影响。结果表明,随着硅烷含量的增加,分子筛表面L酸量基本没有变化,B酸量逐渐减小;液相产品中芳烃含量逐渐提高,且分子筛稳定性提高,硅烷的适宜量（以硅烷和分子筛的投料比计）为37.0％。     

焦化蜡油在ZSM-5和USY催化剂上的裂化性能研究

在实验室重油微反装置上对比研究了焦化蜡油在ZSM-5和USY催化剂上的反应规律.实验结果表明,与USY催化剂相比,焦化蜡油在ZSM-5催化剂上的转化率虽然相对较低,但因ZSM-5分子筛对焦化蜡油中大分子氮化物进入分子筛孔道具有阻碍作用,使其对碱性氮化物中毒的敏感性明显降低;同时,在较低的转化率下,采用ZSM-5催化剂时液化石油气产率可达到23.6%以上,丙烯产率在10%以上.说明采用ZSM-5催化剂对催化裂化装置掺炼部分焦化蜡油多产丙烯具有重要意义.     

纳米ZSM-5-MCM-41的制备及其在汽油芳构/加氢脱硫中的应用

以纳米ZSM-5为硅源,采用分子筛硅源法制备了纳米ZSM-5-MCM-41介微孔复合分子筛,并对合成试样进行了XRD、NH3-TPD、SEM及Py-IR等表征,考察了晶化过程中体系pH值、晶化温度、晶化时间、模板剂用量和碱溶液浓度对ZSM-5-MCM-41复合分子筛结构及性质的影响。采用模拟原料油,在高压微反装置上评价了以复合分子筛为载体制备的Co-Mo/ZSM-5-MCM-41催化剂的催化性能。结果表明,与基于机械混合载体的催化剂相比,基于分子硅源法制备复合分子筛载体的催化剂有较高的芳构性能和脱硫性能,在压力1.5MPa、温度350℃、氢油体积比300,空速2h-1条件下,模拟原料的芳构产率和脱硫率分别为15.08%和95.48%。     

Zn-Pt-Re/ZSM-5芳构化催化剂的研究

以正己烷为模型化合物,在固定床连续微型反应器上研究改性金属Zn含量以及助剂Pt和Re含量对Zn-Pt-Re/ZSM-5催化剂的酸性和芳构化反应性能的影响,同时考察反应条件对正己烷在Zn-Pt-Re/HZSM-5催化剂上芳构化反应性能的影响。结果表明,随着Zn含量的增加,催化剂的B酸量逐渐增加,L酸量逐渐减少。Pt和Re有利于提高催化剂的B酸量,其中Re的作用尤为显著。烷烃的芳构化反应是B酸和L酸协同作用的结果,B酸/L酸量比在0.2左右有利于提高芳烃收率,芳烃收率与催化剂中强酸的变化趋势有着很好的对应关系。反应温度的升高有利于芳构化反应的进行,当反应温度高于450 ℃时芳烃收率均在95％以上;升高反应压力和增加体积空速都不利于芳构化反应的进行。正己烷在Zn-Pt-Re/HZSM-5催化剂上芳构化反应的最佳条件为：温度450 ℃,压力1.0 MPa,体积空速1.0 h-1。