高选择性甲醇和正己烷芳构化ZSM—5的研制

合成出两种硅铝比的HZSM-5,用于甲醇和正己烷的芳构化反应,结果表明县有高的转化活性和优于文献结果的芳烃选择性.经Zn改性后的ZSM-5,用于甲醇芳构化,其芳烃选择性进一步提高.     

水热处理HZSM-5分子筛的结构变化及其对甲苯甲醇烷基化制对二甲苯催化性能的影响

HZSM-5分子筛经水热处理后,通过浸渍法合成了多组分复合改性的甲苯与甲醇烷基化催化剂.采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),NH3程序升温脱附(NH3-TPD)、低温N2吸附、Al固体核磁共振谱(27Al MAS NMR)和热重分析(TG)等手段对水热处理前后的分子筛孔道结构和酸性的变化进行了表征.在小型固定床上考察了改性HZSM-5上制备的催化剂在甲苯与甲醇烷基化反应中的性能.在反应温度为440℃,液时空速5h-1,甲苯(T)/甲醇(M)=2的条件下,经水热处理4小时HZSM-5上制得的催化剂显示了较好的稳定性,明显高于未经水热处理的催化剂.水热处理后HZSM-5上强酸位酸强度降低和孔道的疏通可能是催化剂稳定性提高的主要原因.     

硼改性对纳米HZSM —5分子筛催化甲醇制丙烯的影响

采用浸渍法制备了一系列不同硼含量的改性纳米HZSM-5分子筛催化剂。利用X射线衍射、氮气吸附/脱附和氨-程序升温脱附技术对硼改性前后纳米HZSM - 5分子筛催化剂的结构和酸性进行了表征，并在常压、500℃和曱醇空速为1 . 0/h的反应条件下，在连续流动固定床微型反应器上考察了其催化曱醇制丙烯反应的性能。结果表明，随硼含量的增加，改性纳米HZSM- 5分子筛的比表面积和孔容均减小，酸强度降低，强酸量减少，弱酸量先减少后增加，从而使丙烯选择性不断提高和催化剂的稳定性先提高后降低。     

改性的高硅铝比的HZSM-5催化剂上甲苯与甲醇的择形烷基化制对二甲苯

成型后的不同硅铝比HZSM-5分子筛通过浸渍法合成了Si-La,Si-Mg-La和Si-Mg-P-La多组分复合改性的催化剂,采用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和低温N2吸附等手段对改性前后催化剂的孔道结构和酸性的变化进行了表征.在小型固定床上考察了催化剂在甲苯与甲醇烷基化反应中的性能.在反应温度为440℃,液质空速2h-1,甲苯(T)/甲醇(M)=2的条件下,高硅铝比的Si-Mg-P-La-modified A-200催化剂显示了最高的对二甲苯的选择性(87%以上),并且在测试时间内,甲苯转化率和对二甲苯的选择性基本不变.其性能明显优于低硅铝比的Si-Mg-P-La-modified A-28催化剂.     

铁酸锌泡沫结构催化剂床层高径比对1-丁烯氧化脱氢性能的影响

采用浆料涂覆法制得Zn Fe2O4-α-Fe2O3/Si C泡沫结构催化剂。研究催化剂床层高度、催化剂负载量和不同负载量结构催化剂组合对催化1-丁烯氧化脱氢性能和床层温升分布的影响。结果表明:催化剂负载量为0.2 g/m L、床层高度为12~36 mm时,随着床层高度的增加,1-丁烯转化率缓慢下降,丁二烯产量呈线性增长趋势;当床层高度为48 mm时,床层入口温升过高,使1-丁烯转化率降低且丁二烯产量显著偏离线性增长关系;降低催化剂负载量可以降低床层入口温升,提高1-丁烯转化率;采用负载量为0.082和0.164 g/m L的结构催化剂组合进行装填时,1-丁烯转化率提高到82%,丁二烯产量回归线性增长关系。在床层高度为48 mm的结构催化剂的最佳氧烯摩尔比为0.85、水烯摩尔比为8~18时,催化剂的氧化脱氢性能变化不大。     

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。     

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.     

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.     

Ni/HZSM-5催化热解玉米秸秆制取生物油的研究

在固定床中考察Ni/HZSM-5对生物质催化热解的影响,采用浸渍法制备Ni负载量不同的Ni/HZSM-5分子筛催化剂,通过粒度分析、SEM、XRD和BET表征催化剂,在不同催化剂条件下热解玉米秸秆制取生物油,对生物油的理化特性和液相产物的化学组成进行分析.结果表明,Ni在HZSM-5表面负载均匀,Ni改性未影响HZSM-5的晶体结构,改性HZSM-5的比表面积随着Ni负载量的增加而减小.与不加入催化剂相比,在HZSM-5作用下得到的生物油得率降低,同时,酸类、醛类、呋喃类等含氧化合物的含量降低,酚类的含量增加;在Ni/HZSM-5作用下,与在HZSM-5作用下相比,所得生物油的得率上升,含水率下降,酮类含量明显降低,酚类含量进一步提高,说明Ni改性HZSM-5分子筛对生物质热解产物中的酮类、酚类含量具有明显的调控作用.     

管壳型固定床费托合成反应器的数学模拟

根据集总思想,利用蛋壳型钴基催化剂动力学方程,建立了管壳型固定床费托合成反应器的一维拟均相数学模型。对合成油试验装置进行工况模拟,得到的管壳型固定床反应器催化床层中的温度分布、CO转化率、出口组成、C5+的质量分数和时空产率的模型计算值与试验值吻合良好。讨论了反应器进口温度、操作压力、气体体积空速和沸腾水温度对反应结果的影响,结果表明:提高反应器进口温度、沸腾水温度、操作压力使催化床层温度升高,CO转化率升高,C5+的质量分数降低和C5+的时空收率增大;增大气体体积空速使催化床层温度降低,CO转化率降低,C5+的质量分数升高和C5+的时空收率增大。     

气-固相催化环合N-甲基哌嗪的研究

本文研究了合成N-甲基哌嗪的新方法.即以二乙醇胺和甲胺为原料,选用不同类型催化剂,通过固定床反应器,气固相催化环合制取N-甲基哌嗪的方法.并对反应温度、压力、物料配比等因素对反应的影响作了系统的研究.确定了该环合反应所用最佳催化剂为硅铝比为30的HZSM-5型分子筛催化剂,最佳反应条件为反应温度为300℃,操作压力为8 MPa,二乙醇胺和甲胺的物质的量比为1∶2,空速为0.5 L./h.在此条件下,N-甲基哌嗪的收率可达80％以上,选择性可达90％.     

沸石催化剂上苯与乙烯液相烷基化反应的研究

采用微型等温积分反应器,对改性β沸石催化剂上苯与乙烯液相烷基化反应进行了实验研究。通过考察反应温度、苯烯摩尔比和乙烯质量空速对催化剂性能的影响,获得了如下适宜工艺条件:反应温度190～220℃ ,苯烯摩尔比6～8,乙烯质量空速≤2h^-1。在此条件下,乙烯转化率在99.0%以上,乙苯选择性可达93%,乙基化选择性不低于99.0%。苯与乙烯液相烷基化稳定性实验表明,乙烯转化率和乙苯选择性未出现随反应时间延长而降低的现象,表明该沸石催化剂具有良好的活性稳定性.在所考察实验范围内,基本上检测不到二甲苯,其它烷基化副产物的含量也处于极低水平。     

食品二氧化碳中硫化氢脱除研究

采用KT310型常温氧化锌脱硫剂,通过微型反应器考察其对食品二氧化碳中硫化氢脱除效果。研究了反应温度、空速、原料气H2S浓度以及操作压力对脱硫剂穿透硫容的影响。适宜的操作条件为：反应温度20℃,空速不大于3000-1,操作压力0.3MPa,以H2S浓度为4000mg/m3的原料气评价脱硫剂,穿透硫容大于10%。     

一步法烷基化制备均三甲基苯胺工艺研究

目的考察反应温度、压力、进料组成、液空时速对邻甲苯胺烷基化制备均三甲基苯胺反应的影响,并推测反应机理。方法以邻甲苯胺和甲醇为原料,在催化剂(V2O5或者V2O5-Cr2O3复合体)作用下通过烷基化反应,一步生成均三甲基苯胺。结果与结论以V2O5-Cr2O3复合体为催化剂活性成分,在350℃左右,邻甲苯胺∶甲醇=1∶3.0～1∶3.5(mol/mol),液空时速为0.3～0.4 h-1时,均三甲基苯胺有较高的收率(>31%)和选择性(>34%),并对其反应机理进行了分析。     

CH4／CO2催化重整制取合成气

采用微型固定床反应装置,评价了现有工业上７种催化剂。考察了３７７１的焙烧温度、焙烧时间、还原温度、不 及反应温度对ＣＨ４／ＣＯ２催化重整反应性能的影响。使用该催化剂合成气的收率最高。     

Au-K/C催化剂用于乙炔氢氯化反应制氯乙烯的催化性能

采用过量溶液浸渍法制备了用于乙炔氢氯化反应的Au-K/C催化剂,并对其进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和BET表征。分析结果表明,Au-K/C催化剂活性组分在载体表面高度分散。在常压固定床反应器中,通过考察温度、空速和反应物配比对Au-K/C催化剂活性的影响,得到了基于Au-K/C催化剂的乙炔氢氯化反应的优化条件,即:反应温度170℃,乙炔空速120 h-1,原料配比VHCl/VC2H2=1.10。在该条件下,对Au-K/C催化剂连续进行120 h的活性考察,结果显示催化剂活性无明显降低,乙炔转化率大于96.0%,氯乙烯选择性不低于99.5%。     

膨润土负载型固体酸催化剂催化合成生物柴油

以自制固体酸催化剂ZnCl2/膨润土催化大豆油制备生物柴油,考察了反应条件对生物柴油产率的影响.结果表明:在ZnCl2负载量30%、催化剂用量5%、醇油物质的量比10∶1、反应温度65℃和反应时间5h时,生物柴油的产率可以达到82%以上.自制生物柴油的性能指标完全达到0#普通柴油标准和柴油机燃料调和用生物柴油标准要求.     

催化裂化操作条件优化基础研究

以胜利油田孤岛蜡油掺回炼油为原料油 ,RHZ 2 0 0与RHZ 30 0混合剂为催化剂 ,在XTL 3型高低并列式提升管催化裂化装置上考察了反应温度、剂油比、停留时间和催化剂活性等操作条件对产品分布的影响。试验结果表明 ,缩短油气停留时间 ,可降低单位催化剂上的焦炭含量 ,提高催化剂的活性和选择性 ,改善产品分布 ;改变操作条件 ,可得到不同的产品分布。在转化率相同的条件下 ,缩短停留时间所得到的产品中汽油产率和选择性比停留时间长时略有提高     

渣油加氢微膨胀床反应器中的气液流动状态及床层膨胀率

在常温常压下用模拟渣油和模拟氢气近似模拟了微膨胀床渣油加氢处理反应器内的气液流动状态,考察了催化剂粒径和堆密度、虚拟气液流速以及催化剂装填高度对催化剂床层膨胀率的影响。实验结果表明:大粒径、低堆密度的催化剂床层膨胀率较高;虚拟气速与床层膨胀率关系曲线上存在拐点,拐点值随催化剂装填高度增加而增大;虚拟液体流速对催化剂床层膨胀率影响较小;在工业操作条件下,微膨胀床渣油加氢处理反应器的催化剂床层膨胀率小于10%;催化剂装填高度对床层膨胀率有明显的影响,催化剂装填量较大时,需要采用较高的气油比才能保证催化剂床层处于微膨胀状态。     

KOH/Al_2O_3固体碱催化酯交换合成生物柴油的研究

采用等体积浸渍法制备了KOH/Al_2O_3负载型固体碱催化剂,并将其用于菜籽油与甲醇酯交换法合成生物柴油的研究;分别考察了催化剂附载量、煅烧温度、醇油摩尔比、反应温度、反应时间等条件对生物柴油产率的影响;结果表明:用等体积浸渍法,在400℃煅烧5 h,制得负载量为20%(w)的KOH/Al_2O_3催化剂.当催化剂用量为5%(w),醇油摩尔比为12:1,在60℃下反应2 h后,生物柴油产率高达92.3%(w).运用X-射线衍射、比表面积测定等手段对催化剂结构进行了表征,结果表明催化剂的活性与其晶相和比表面积密切相关.