二甲苯异构化反应特性与HZSM-5沸石催化剂性能的关系研究

采用脉冲微反和HN3中毒法，研究了在HZSM-5沸石催化剂上二甲苯异构化反应特性，催化剂表面酸性与邻二甲苯异构化的活性和选择性的关系，确定了在200-350℃范围内的中等强度的酸中心是参与二甲苯异构化的活性中心，这些酸中心数增加，其反应的活性和选择性增加，阐述了HZSM-5的结构因素对其选择性的影响。     

不同分子筛上正辛烷反应性能的研究

以正辛烷为模型化合物,在连续微型反应器装置一上考察了负载金属Ni的HzsM-5、HFER、SAPO-11、Hp和HY一系列分子筛催化剂的异构化和芳构化性能。试验到果表明,S议Al比不同而孔结构相同的N训HZSM-5具有相近的反应产物分布,液收和lI$氢异构化选择性随着S“Al比的增大而增加;孔径越大,分子筛的异构化和芳构化选择性越高,N订HY催化剂的异构化和芳构化选择性分别为41.83%和3.4%。高S订Al比的N议HzSM-5催化剂具有较高的反应活性和抗结焦能力,同时具有相时较好的异构化和芳构化性能。     

HZSM-5/堇青石整体式催化剂的制备及催化性能

以整体式堇青石蜂窝陶瓷为载体,经预处理后涂覆HZSM-5分子筛,制备出含不同HZSM-5质量分数的HZSM-5/堇青石整体式催化剂。采用XRD和BET对催化剂的结构进行了表征,在常压微型固定床反应装置上评价催化剂的甲醇制烯烃反应性能,并考察了催化剂中HZSM-5分子筛的质量分数、反应温度、气体空速等与烯烃组成分布的关系。结果表明：HZSM-5/堇青石整体式催化剂中仍保持HZSM-5分子筛的XRD特征衍射峰;催化剂的比表面积、孔体积随着HZSM-5质量分数的增加而增加;催化剂中HZSM-5分子筛质量分数为22.5%时具有最好的活性,在反应温度为380℃、气体空速为820mL/(g·h)的条件下,乙烯的选择性为35.22%,丙烯的选择性为30.95%。     

丙烷在ZSM-5催化剂上的芳构化反应

研究了在HZSM-5及其Zn改性的催化剂上、在不同反应条件下、丙烷芳构化反应的活性和选择性。试验结果表明,锌改性后的Zn-ZSM-5催化剂与HZSM-5相比,在同样的反应条件下,可提高丙烷转化率与芳烃选择性。在520℃,丙烷重量空速为0.74h~(-1)条件下,在Zn-ZSM-5上丙烷转化率达94.3%,芳烃收率达50.4%。实验中还应用TPD技术以NH_3为吸附质研究了Zn-ZSM-5催化剂表面酸性的改变对其活性和选择性的影响。     

不同晶粒度HZSM-5沸石汽油降烯烃性能

考察了HZSM-5沸石晶粒度对降低FCC汽油(<70℃馏分)烯烃的影响.结果表明,在固定床反应器上,不同晶粒度的HZSM-5沸石都表现出很强的降烯烃能力,可使FCC汽油中烯烃体积分数从61%降至11%～17%,但辛烷值均不降低.HZSM-5沸石对汽油的降烯烃作用得益于其优异的芳构化、异构化和烷基化性能.HZSM-5沸石的晶粒度对其催化活性与稳定性影响很大,纳米级HZSM-5沸石的活性高、稳定性好.因其粒度小、微孔短、孔口多以及位于孔口和外表面的酸中心数量多,对烷基芳烃和异构烷烃等"胖分子"的扩散阻力小,从而减小了积碳对在纳米级HZSM-5沸石上芳构化、芳烃烷基化和直链烃异构化反应的影响.HZSM-5沸石作为汽油降烯烃催化剂,须经过适当的改性以调节产品油的组成,其纳米晶体是理想的催化剂改性母体.     

焙烧处理对HZSM-5负载金属催化剂脱氢活性的影响

研究焙烧温度对HZSM-5负载金属催化剂表面性质及对环己酮二聚物脱氢反应活性及结焦性能的影响,结果发现Pd／HZSM-5于600℃焙烧3h后,催化剂具有良好的脱氢能力和抗结焦能力,环己酮二聚物的转化率达到90％以上,邻苯基苯酚(OPP)的选择性高于91％。     

改性Mo/HZSM-5在甲烷无氧芳构化反应中的性能

硅铝摩尔比(nSi/nAl)不同的HZSM-5(Hydrogen Zeolite Socony Mobile-Five)制备的催化剂在甲烷无氧芳构化反应中的性能不同。实验表明:nSi/nAl=40的Mo/HZSM-5在苯选择性、稳定性和苯生成速率等方面均优于其他硅铝摩尔比的催化剂;同时,对载体改性可以提高催化剂在甲烷无氧芳构化反应中的性能。对比不同的改性方法发现,先碱处理再酸处理改性的wMo=0.03的Mo/HZSM-5较其他催化剂具有更好的催化性能,改性后的催化剂具有更好的稳定性以及使反应具有更高的苯选择性和苯生成速率。     

HZSM-5分子筛上间二甲苯异构化反应动力学研究

为了加深对二甲苯异构化过程的理解,获得优化的操作参数,在固定床反应器中考察改性HZSM-5催化剂上间二甲苯(MX)异构化反应过程。同时,选用Powell法与四阶龙格库塔法相结合的数学方法,对实验数据进行拟合,回归出各反应温度下的反应速率常数,采用线性拟合获得300～390℃时的反应动力学参数,并模拟计算了反应温度和进料空速对反应结果的影响。研究发现在300℃下、空速2.0×103h-1时对二甲苯(PX)产率可达20%。     

不同类型分子筛对甲缩醛的催化性能

在间歇反应方式下, 研究了以甲醛和甲醇为原料合成甲缩醛反应所需的催化剂. 在30 ℃, 醛醇摩尔比为1∶2, 加入5%（质量分数）的催化剂条件下, 考察了HY, HM , Hβ, γ-Al₂O₃和 HZSM-5等催化剂对该合成反应的催化效果, 从中优选出HZSM-5. 进一步对不同硅铝比和 不同交换度的HZSM-5进行评价. 实验结果表明, 硅铝比为38, 交换4次的HZSM-5分 子筛对该 合成反应具有良好的催化作用, 甲醛的转化率为45%, 甲缩醛的选择性达99%. 该催化剂经 20次重复使用, 甲醛的转化率、 甲缩醛的选择性无明显变化, 表现出良好的催化稳定性 .     

分子筛催化剂二甲苯异构化反应性能研究

研究了不同分子筛对二甲苯异构化反应的催化活性和选择性。结果表明：二甲苯异构化反应的催化活性与分子筛催化剂的Ｂ酸质量浓度有关，而对位选择性取决于分子筛的孔道结构。由计算机曲线拟合程序求出间二甲苯转化率趋于零时的Ｐ／Ｏ比，即表观速率常数ｋｍｐ与ｋｍｏ之比，并比ｋｒａｐ／ｋ’ｍｏ定量地表征不同分子筛的对位选择性。     

氢型丝光沸石催化剂上的烷基芳烃同时转化反应

用脉冲气相色谱法研究了烷基芳烃的转化反应。发观以浙江缙云产的丝光沸石作成氢型丝光沸石催化剂时,只能活性较低发生二甲苯异构化反应。合成的氢型丝光沸石催化剂可以同时催化甲苯歧化和二甲苯异构化反应。当间二甲苯溶液浓度为17.7摩尔％时,苯的收率下降不大,而邻、对位二甲苯收率明显地提高。实验结果可由氢型丝光沸石催化剂的酸强度、酸量、酸中心类型以及沸石晶体孔结构的空间效应与反应机理予以说明。     

无机胺合成的 HZSM-5 催化间二甲苯异构化脉冲动力学研究

利用脉冲法研究了间二甲苯在用无机胺合成的HZSM-5沸石上的催化异构化动力学行为.在758~801K温度范围内,载气流量22~60 ml/min,压力0.2~0.3 MPa,反应是表观一级反应,表观活化能119.2 kJ/mol,气相色谱保留体积法测得间二甲苯的吸附热为47.2 kJ/mol,故得到表面反应的活化能为166.4 kJ/mol.     

Ru-Cu-Ni-CeO_2/HZSM-5催化剂裂解秸秆气化焦油性能研究

采用浸渍法制备Ru-Cu-Ni-CeO2/HZSM-5催化剂,对实验室规模的生物质气化焦油催化裂解的性能进行研究,并与HZSM-5以及Ru-Ni-CeO2/HZSM-5催化剂的性能进行对比.Ru-Cu-Ni-CeO2/HZSM-5催化剂具有高的活性和选择性,主要由于催化剂具有高表面积、适宜的孔分布以及高分散的活性组分.     

镍负载 AlMCM-41催化剂上正辛烷的加氢异构化研究

为研究镍负载AlMCM-41催化剂的催化性能,合成了一系列不同硅铝比的AlMCM-41中孔分子筛,担载活性非贵金属组分镍（ Ni）,制得烷烃异构化催化剂Ni-AlMCM-41。以正辛烷为模型化合物,在连续流动固定床反应器上评价了催化剂对正构烷烃异构化反应的催化性能,考察了催化剂不同的还原温度、反应温度、Si/Al、Ni负载量等因素对辛烷临氢异构化反应的影响。研究表明：在还原温度430℃,反应温度300℃,Si/Al为20％～30％,Ni负载量为3％～4％的条件下,其异构化选择性达到44．8％～42．0％,正辛烷的转化率达到58％～75％。     

乙苯烷基化择形催化剂——改性HZSM-5分子筛的研究

HZSM-5在不同pH值对Mg~(2+)和Mn~(2+)的吸附量测定结果发现,HZSM-5吸附Mg~(2+)和Mn~(2+)的最佳pH值都在3.0附近。对Mg(Ac)_2/HZSM-5和Mn(Ac)_2/HZSM-5的热分解性能研究结果表明:由于Mg(Ac)_2、Mn(Ac)_2和载体HZSM-5之间的相互作用,使得负载型样品热分解的起始温度比纯Mg(Ac)_2和Mn(Ac)_2低,而完全分解的温度由纯样品的500℃左右提高到550℃左右。镁改性HZSM-5分子筛上进行乙苯与乙醇烷基化反应可直接合成高纯度的对二乙苯。在反应温度38O℃,空速6.9L·h~(-1)下,在Mg(1.5)HZSM-5催化剂上,反应达到稳定后,对位选择性为96％,对二乙苯产率达5.8％。经Mn改性的HZSM-5催化剂上,对二乙苯产率为6.3％,乙苯转化率达7.0％,但对位选择性只有82.3％。经Mg、Mn同时改性的HZSM-5催化性能没有MgHZSM-5好。     

金属元素改性后的液化石油气制芳烃催化剂性能评价

利用X射线衍射和红外光谱分别表征了金属元素改性的HZSM-5分子筛液化石油气芳构化催化剂,并且在反应温度510 ℃、进料空速0.25 h-1和系统压力0.1MPa的条件下,利用100 mL固定床实验装置考察了改性金属元素种类、改性金属元素含量和双金属元素改性对催化剂性能的影响.结果表明,HZSM-5分子筛经锌或锌-铝改性后物相基本没有变化,但是改性后催化剂B酸中心减少,L酸中心明显增加,并出现新的芳构化活性中心.在Zn/HZSM-5催化剂上,液化气芳构化的芳烃收率比HZSM-5催化剂提高22%,并且催化剂的稳定性明显改善;Zn-Al/HZSM-5芳构化催化剂不仅能进一步提高液化气芳构化的芳烃收率,还能有效延长催化剂的使用寿命;当Zn-Al/HZSM-5催化剂上锌含量为2.0%～4.0 %,铝含量为2.0%～3.0%时,催化剂表现出最好的活性及稳定性.     

HZSM-5催化剂的催化脱硫反应研究

采用浸渍法制备了一系列不同镧负载量的HZSM-5分子筛催化剂，并对其进行了X射线衍射、红外光谱、比表面和NH3-程序升温脱附等方面的表征。结果表明，HZSM-5分子筛的结晶度均达到了85％以上，掺镧后的HZSM-5分子筛在波数1100cm^-1附近的非对称振动特征峰有一定程度的蓝移，BET法的比表面积及直径、单点体积、BJH法的吸附体积及脱附体积均有所增大，反应的比表面活性有所提高，致使弱酸量大幅度减少，中强酸、强酸量大幅度增大。在活性氢物质甲醇存在时，固定床微型反应器中噻吩的催化转化反应结果表明，催化剂的脱硫反应活性明显增强，噻吩转化率提高，噻吩转化为H2S的量增加，但液相产物趋向复杂，选择性有所降低，且在掺镧约1．0％左右噻吩的转化率达到51．3％。     

金属元素改性后的液化石油气制芳烃催化剂性能评价

利用X射线衍射和红外光谱分别表征了金属元素改性的HZSM-5分子筛液化石油气芳构化催化剂,并且在反应温度510 ℃、进料空速0.25 h-1和系统压力0.1MPa的条件下,利用100 mL固定床实验装置考察了改性金属元素种类、改性金属元素含量和双金属元素改性对催化剂性能的影响.结果表明,HZSM-5分子筛经锌或锌-铝改性后物相基本没有变化,但是改性后催化剂B酸中心减少,L酸中心明显增加,并出现新的芳构化活性中心.在Zn/HZSM-5催化剂上,液化气芳构化的芳烃收率比HZSM-5催化剂提高22%,并且催化剂的稳定性明显改善;Zn-Al/HZSM-5芳构化催化剂不仅能进一步提高液化气芳构化的芳烃收率,还能有效延长催化剂的使用寿命;当Zn-Al/HZSM-5催化剂上锌含量为2.0%～4.0 %,铝含量为2.0%～3.0%时,催化剂表现出最好的活性及稳定性.     

合成方法对于生物质合成气一步法合成二甲醚催化剂性能的影响

以Cu-ZnO-Fe2O3-ZrO2作为甲醇合成活性组分并以HZSM-5作为甲醇脱水活性组分用3种不同的方法合成了催化剂,对催化剂进行了XRD和BET表征.研究了3种合成方法对于生物质合成气一步法制二甲醚Cu-ZnO-Fe2O3-ZrO2/HZSM-5催化剂催化性能的影响,结果表明,合成方法对于活性组分的分散度有很大的影响,从而进一步影响催化剂对于该反应的催化活性及目标产物的选择性.     

改性Pt/HY分子筛催化剂的正庚烷临氢异构化反应性能研究

采用机械混合法，利用ZrO2和WOx／ZrO2对Pt／HY分子筛进行了改性，考察了改性催化剂Pt/Zr—HY和Pt／WZr—HY上的正庚烷临氢异构化反应性能，探讨了改性催化剂影响催化反应活性和异构化选择性的原因。结果表明，改性后的Pt／HY催化剂，在反应活性下降的同时，异构化选择性显著提高，且异构化产物向裂解产物的转化温度明显提高，其中Pt／WZr—HY催化剂的这一效果尤为显著。但改性并不改变反应历程。同时改性也使：HY的酸量明显减少，酸强度改变，造成转化率减少及异构化选择性增大。