介孔H-ZSM-5分子筛的制备及以其为载体的催化剂的催化裂化汽油加氢性能

以廉价的橡胶乳液-3为介孔模板剂,通过优化晶化温度、晶化时间和凝胶中橡胶乳液-3干基与硅元素的质量比（R）,以及采用蒸汽/柠檬酸组合处理,获得孔结构和酸性适宜的介孔H-ZSM-5分子筛,并对以此分子筛为载体制备的辛烷值恢复催化剂进行催化裂化汽油（催化汽油）加氢性能评价。表征结果表明：R、晶化温度和晶化时间的最佳值依次为0.26,190 ℃,48 h;蒸汽/柠檬酸组合处理在显著提高介孔H-ZSM-5分子筛介孔比例的同时可在较大范围内调控其酸性。以硫质量分数为113 μg/g、烯烃体积分数为40.9%的催化汽油为原料的加氢性能评价结果表明：与上一代工业化辛烷值恢复催化剂相比,新制备的辛烷值恢复催化剂作用下的加氢产品的烯烃体积分数降低2.2百分点,异构烷烃体积分数增加1.1百分点,芳烃体积分数增加1.1百分点,脱硫率增加11.5百分点,研究法辛烷值（RON）损失减小0.5个单位,液体收率相当。介孔H-ZSM-5分子筛具有较大平均孔径、较高强L酸酸量与B酸酸量的比值、较多弱酸量,有利于提高其对催化汽油降烯烃、保持高RON和高液体收率的能力;其较大平均孔径有利于活性金属在介孔分子筛中的分散,从而使其对催化汽油表现出较高的脱硫性能。     

t-ZrO2/SAPO-34质量比对t-ZrO2/SAPO-34复合催化剂物化性质及其甲醇制烯烃催化性能的影响

采用介孔t-ZrO2对微孔SAPO-34分子筛进行复合改性,利用水热包覆技术制备了t-ZrO2/SAPO-34复合催化剂,研究了t-ZrO2与SAPO-34质量比对复合催化剂物化性质和MTO催化性能的影响。采用XRD、FT-IR、SEM、NH3-TPD和BET等手段对不同复合催化剂的晶相组成、骨架结构、微观形貌、表面酸性及孔结构进行分析表征。结果表明,质量比对t-ZrO2/SAPO-34复合催化剂的物化性质和催化性能影响较大。过高或过低t-ZrO2:SAPO-34质量比制得复合催化剂中SAPO-34分子筛结晶度和骨架结构特征均有所减弱,分别呈现以介孔为主和以微孔为主的孔结构特征;当质量比为1:1时,制得复合催化剂形成了包覆相结构和微-介孔层级结构（微孔比表面积112.91 m2·g-1,介孔比表面积176.02 m2·g-1,总比表面积为288.93 m2·g-1,总孔容0.19 cm3·g-1）,总酸量较大（0.344 mmol/g）;在常压、反应温度380 ℃、N2流速20 mL·min-1、进料空速2 h-1MTO反应条件下,复合催化剂表现出优越催化性能、稳定性及反应寿命,甲醇转化率和低碳烯烃选择性分别达100%和90.54%,催化寿命达1130 min,与单一SAPO-34分子筛相比,催化寿命延长了768 min。     

表层富硅USY分子筛的制备及其催化性能研究

针对常规“水热超稳”工艺改性的USY分子筛性质和性能上的不足,将常规“二交二焙”的“水热超稳”工艺与原位硅改性方法结合,制备了表层富硅USY分子筛,并将其用于催化裂化(FCC)催化剂的制备;采用X射线衍射、N₂吸附-脱附、NH₃程序升温脱附、扫描电镜等表征手段对所制分子筛进行了表征,并通过ACE装置评价了所制FCC催化剂的性能。结果表明：表层富硅USY分子筛的结晶度、晶胞参数、比表面积、孔体积、表面酸性、微反活性等性质均明显优于常规USY分子筛;与由常规USY分子筛制备的FCC催化剂相比,重油在由表层富硅USY分子筛制备的FCC催化剂上裂化,其转化率提高3.70百分点,汽油收率和液体产物总收率分别提高了2.31百分点和1.32百分点,说明以表层富硅USY分子筛制备的FCC催化剂具有优良的催化性能。     

多级孔SAPO-5分子筛的合成及其在柴油加氢精制催化剂中的应用

以十六烷基三甲氧基有机硅氯化铵（TPHAC）为介孔模板剂,通过一步水热法合成具有微孔-介孔结构的多级孔SAPO-5分子筛（HI-SAPO-5）。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、N2-吸附/脱附、X射线荧光光谱（XRF）、吡啶吸附红外光谱等表征方法研究HI-SAPO-5分子筛的物化性质。结果表明：在常规SAPO-5分子筛（N-SAPO-5）合成体系中引入TPHAC能够合成出纯相的HI-SAPO-5;与N-SAPO-5相比,HI-SAPO-5具有更高的外比表面积与介孔孔体积以及适宜的酸量与酸强度。将HI-SAPO-5引入γ-Al2O3载体中,制备成柴油加氢精制催化剂。焦化柴油加氢评价结果表明,引入HI-SAPO-5的催化剂表现出优异的加氢脱硫、加氢脱氮与芳烃加氢饱和性能,产物中的硫质量分数为8 μg/g,双环以上芳烃质量分数为1.1 %。     

孔道清理改性对水热超稳分子筛催化裂化性能的影响

考察了孔道清理改性对水热超稳分子筛催化裂化性能的影响,分别以经过孔道清理改性的分子筛及未经孔道清理改性的分子筛为活性组元制备催化剂,并对催化剂的物化性能及催化裂化性能进行了比较。结果表明,孔道清理改性能够使得所制备的催化剂孔体积及比表面积增大,水热稳定性及重油裂化能力明显增强,总液体收率及汽油收率显著增加,汽油选择性增大,焦炭选择性明显改善。     

NiMo/SAPO-11加氢脱氧/异构双功能催化剂的制备及性能

利用水热法合成了SAPO-11分子筛,并以其为载体制备了Ni Mo/SAPO-11催化剂,采用XRD,NH_3-TPD,Py-FTIR等手段对制备的SAPO-11分子筛和Ni Mo/SAPO-11催化剂进行表征,考察了硅铝比和合成介质对SAPO-11分子筛性质及Ni Mo/SAPO-11催化性能的影响。表征结果显示,适当增加硅铝比,SAPO-11分子筛的晶粒尺寸减小、介孔增多,提高了SAPO-11的酸量和中强B酸量;在醇-水两相介质中合成的SAPO-11分子筛表面形貌较规整、结晶度较高、比表面积较大,其B酸量(特别是中强B酸)明显增加,且异丙醇-水两相介质的作用效果优于乙醇-水两相介质。实验结果表明,以在异丙醇-水两相介质中合成的SAPO-11分子筛制备的Ni Mo/SAPO-11催化剂具有较优的加氢脱氧/异构性能。     

抗铁污染催化裂化催化剂的制备及性能评价

采用原位构筑的方式,合成了拟薄水铝石改性高岭土复合材料,将其作为基质材料用于抗铁污染催化裂化（FCC）催化剂的制备,考察了所制备FCC催化剂的抗铁污染性能。表征结果表明,与常规高岭土相比,拟薄水铝石改性高岭土复合材料具有更高的比表面积、孔体积以及表面酸密度,分别可达112 m2/g、0.39 cm3/g和78.3 μmol/g。催化裂化性能评价结果表明,相同铁污染条件下,与常规FCC催化剂相比,使用以拟薄水铝石改性高岭土复合材料为基质的FCC催化剂时转化率提高了1.96百分点,油浆产率降低了1.22百分点,汽油收率和总液体收率分别提高了2.08百分点和2.23百分点,具有较好的抗铁污染性能。     

锌改性催化裂化催化剂的抗铁污染性能

以硫酸锌为锌源,制备了锌改性催化裂化(FCC)催化剂,对锌改性催化剂抗铁污染机理进行了分析,并对其理化性能和反应性能进行了评价。结果表明:高温焙烧条件下,锌与铁能够形成高熔点锌铁尖晶石稳定物种(ZnFe_2O_4);锌改性FCC催化剂与常规FCC催化剂的比表面积、孔体积、微反活性无明显差异,但二者经过铁污染后,锌改性FCC催化剂的比表面积、孔体积和微反活性均明显高于常规FCC催化剂的;相同铁污染条件下,与常规FCC催化剂相比,锌改性FCC催化剂的重油收率降低了0.89个百分点,汽油和总液体收率分别提高了0.61,0.75个百分点。     

WO_3-ZSM-5/MCM-41用于FCC汽油催化氧化脱硫工艺研究

利用钨酸对ZSM-5/MCM-41复合分子筛载体进行改性,制备WO3-ZSM-5/MCM-41(10%)催化剂。该催化剂具有明显的MCM-41介孔特征峰和适宜的孔容和孔径。以H2O2为氧化剂,甲醇为助剂,去离子水和甲醇为萃取剂,考察WO3-ZSM-5/MCM-41催化氧化FCC汽油脱硫的工艺条件。结果表明:FCC汽油20mL,三氧化钨负载量为10%,剂油质量比1∶50,反应温度60℃,反应时间120min,脱硫率可达67.35。     

改性纳米HZSM-5催化剂在FCC汽油改质中的应用

 采用水热处理和负载金属氧化物对纳米HZSM－5催化剂进行组合改性。临氢条件下，在固定床反应器上考察了组合改性制备的纳米HZSM－5催化剂对FCC汽油改质的性能。300h连续运转结果表明，组合改性制备的纳米HZSM－5催化剂具有很强的降低FCC汽油中烯烃含量的能力，使改质后的FCC汽油的烯烃体积分数从49.6%降到12.8%，硫质量分数由181.2μg/g降至39.1μg/g，苯的体积分数由1.6%降至1.0%，而汽油的辛烷值没有降低。     

Zn-Ga/HZSM-5分子筛芳构化催化剂

以硝酸锌或硝酸镓为改性剂,纳米HZSM-5分子筛为原料,采用浸渍法可制备单(双)金属改性HZSM-5分子筛催化剂(负载Zn,Ga质量分数分别为6.0%,0.1%)。以正丁烷或异丁烷为原料,在反应温度为400～550℃,反应压力为0.8 MPa,质量空速为0.60 h^-1的条件下,研究了不同金属离子负载顺序对所制备催化剂芳构化反应性能的影响。结果表明：在反应温度为550℃的条件下,以异丁烷为研究对象,采用Zn-Ga/HZSM-5分子筛催化剂,转化率达到93.75%,芳烃选择性达到46.54%;以正丁烷为研究对象,选用Ga-Zn/HZSM-5分子筛催化剂,上述各值依次为62.18%,49.52%;与单金属改性HZSM-5分子筛催化剂相比,双金属改性不仅可以提高异丁烷和正丁烷芳构化反应性能,还能够降低干气收率,抑制小分子烃的生成。     

ZSM-5分子筛介孔化及其在多产低碳烯烃中的应用

以ZSM-5分子筛为原料,分别采用碱或酸碱协同改性制备出介孔ZSM-5分子筛,运用X射线衍射仪、N₂吸附-脱附仪、傅里叶红外光谱仪等仪器对其进行了表征,并在先进催化裂化装置(ACE)上考察了其催化裂化反应性能。结果表明：单纯碱处理或酸碱协同处理均可对分子筛进行介孔化,使介孔体积和比表面积增加,B酸增多,但介孔分子筛的水热稳定性有所降低。ACE评价结果表明：与工业ZSM-5分子筛相比,酸碱协同处理ZSM-5分子筛具有更强的多产低碳烯烃能力,低碳烯烃收率增加了1.37个百分点,其中丙烯、丁烯收率分别增加了0.77,0.60个百分点。     

Nb-SBA-15介孔分子筛催化合成水杨酸甲酯

以水杨酸与甲醇为原料,Nb-SBA-15介孔分子筛为催化剂,经酯化反应可制备水杨酸甲酯。结果表明,最佳酯化反应条件为:铌负载质量分数15%,催化剂质量分数(占原料总质量)5.0%,甲醇/水杨酸(摩尔比)8∶1,反应温度180℃,反应时间2 h。在此条件下,水杨酸酯化率为84.19%,甲醇利用率为92.12%。在催化剂重复使用4次后,水杨酸酯化率仅下降11.83个百分点,表明Nb-SBA-15催化剂的稳定性较好。     

大孔氧化铝对催化裂化催化剂性能的影响

采用X射线衍射（XRD）仪、氮气吸附-脱附仪、傅里叶变换红外光谱仪等对3种大孔氧化铝（k 1,k 2,k 3）及分别采用3种大孔氧化铝所制备的催化裂化（FCC）催化剂（c 1,c 2,c 3）进行了分析表征,并在先进催化裂化装置（ACE）上对3种催化剂进行了反应性能评价。结果表明：3种大孔氧化铝组成无明显差异,主要由Al2O3组成,均具有多级孔道结构,且主要含L酸,不存在B酸,酸量高于拟薄水铝石;与常规FCC催化剂（c 0）相比,催化剂c 1,c 2,c 3具有更大的比表面积、孔体积,更高的酸量。ACE评价结果表明：与催化剂c 0相比,催化剂c 1,c 2,c 3的汽油收率依次增加了1.05,1.13,0.97个百分点,转化率依次增加了1.67,2.09,1.73个百分点,液体收率依次增加了1.31,1.41,1.04个百分点,表明加入大孔氧化铝后,可提高FCC反应性能及抗铁污染性能。     

介孔分子筛P-SBA-3催化合成月桂酸乙酯

采用H3PO4对介孔分子筛SBA-3进行改性,制得介孔分子筛P—SBA-3,并将其用于月桂酸乙酯的催化合成。考察了催化剂磷硅摩尔比、反应时间、反应温度、催化剂用量及酸醇摩尔比对月桂酸乙酯合成的影响,确定了最佳反应条件为：介孔分子筛P—SBA-3催化剂用量（以原料质量计）2．0％且催化剂磷硅摩尔比8：100、反应温度80℃、酸醇摩尔比1：4、反应时间5h。研究结果表明,介孔分子筛P—SBA-3具有良好的催化效率和稳定性,是合成月桂酸乙酯理想的分子筛催化剂。     

钒对USY型分子筛的影响及氧化镧在钒捕集中的作用

模拟催化裂化高温水热再生环境,采用X射线衍射、N₂物理吸附、高分辨电子透射显微镜与NH₃-程序升温热脱附等方法,研究了重金属元素钒(V)对催化剂活性组分水热超稳Y型分子筛(USY型分子筛)的破坏行为;在此基础上,研究了稀土氧化物氧化镧(La₂O₃)对重金属V的捕集作用。结果表明：当分子筛负载较高质量分数的V时,分子筛的晶体结构遭到严重破坏;与未负载V的催化剂相比,负载质量分数为0.5%的催化剂,转化率降低了16.3个百分点,目标产物(液化气和汽油)收率显著降低,副产物干气、焦炭收率大幅增加;向模型催化剂中添加La₂O₃可以提高催化剂的重金属V捕集能力,在V负载质量分数为0.6%的情况下,含有La₂O₃的模型催化剂的原料油转化率和目标产物收率大幅增加。     

钒镍污染对催化裂化增产丙烯助剂性能的影响

采用浸渍法对流化催化裂化（FCC）中的增产丙烯助剂（LHP-A）进行了重金属钒、镍污染复配。考察了不同含量钒、镍单独或共同污染作用下对LHP-A的比表面积、相对结晶度和微反活性的影响,并分别在固定床微型反应评价装置（MAT）和先进的催化裂化评价装置（ACE）上评价了增产丙烯助剂相应污染复配后催化剂的反应性能。结果表明:无论LHP-A是否被重金属钒、镍单独或共同污染,只要FCC主催化剂复配了含质量分数10%的丙烯助剂后,丙烯收率均可提升4个百分点以上;在钒污染质量分数低于1%时,LHP-A具有良好的水热稳定性;当重金属镍污染LHP-A时,干气产率显著增加,但在钒污染量相同的前提下,镍的存在可以减缓钒对丙烯助剂性能的影响。     

助滤剂在REUSY型分子筛改性中的应用

针对超稳稀土分子筛（REUSY）改性生产过程中难于过滤的情况,在实验室研究了6种助滤剂对其分子筛理化性能和二交过滤效果的影响,并进一步考察了能够提高过滤速率的正离子型助滤剂D。结果表明:6种助滤剂的添加（添加质量分数均为1%）对REUSY型分子筛二交滤饼焙烧后的相对结晶度、晶胞常数、RE2O3质量分数几乎无影响,但对其过滤时间,滤饼触变性及其含水质量分数,Na2O质量分数影响各有差异,其中,添加正离子型助滤剂D所得REUSY型分子筛的过滤时间最短（仅为3.75 min）,但含水质量分数最高（69%）,且滤饼含Na2O质量分数亦最高（2.67%）,远高于REUSY型分子筛含Na2O质量分数不高于2%的指标要求;综合考虑REUSY型分子筛理化性能质量保证和焙烧高能耗对制备成本的影响,优选正离子型助滤剂D及其添加质量分数为0.03%~0.10%。