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.     

酸改性高岭土的结构与性能的研究

通过高温煅烧处理龙岩高岭土,再经盐酸抽提改性可以制备酸活白土.采用XRD、BET、IR等方法研究了酸改性后酸活白土的结构和性能.实验表明,适量浓度的酸处理有利于增加高岭土表面酸的数量,且使所得酸活白土的平均孔径有所提高,孔分布更为集中,孔洞数量和比表面积大大增加.     

ZSM—5分子筛上液化石油气芳构化反应的研究

采用常压连续流动微反装置，考察了液化石油气在HZSM－5分子筛及各种改性分子筛上的芳构化反应，并对抑制积炭延长分子筛活性稳定性方面做了研究。根据测得的催化剂样品上的吡啶吸附红外光谱及氨的TPD结果，提出了芳构化的活性中心是由B酸与L酸共同构成，B酸与L酸应有适宜配比的观点。     

正戊烷在HZSM－5及ZnHZSM－5上芳构化反应的研究

本文研究了锌改性前后ＨＺＳＭ－５沸石上正戊烷芳构化反应性能，考察了锌含量、沸石硅铝比、反应温度和空速对芳构化性能的影响规律，并用ＮＨ３－ＴＰＤ方法表征了锌改性前后沸石的表面酸性质。结果表明，硅铝比低的沸石芳烃产量高且反应稳定性差。较适宜的反应温度为５４０～５６０℃，空速１．５～２．５小时－１。锌改性后改变了沸石表面的酸量和酸分布。同时对锌改性后提高芳烃产量的原因进行了讨论。     

HZSM-5分子筛的改性及其催化裂解废轮胎制备低碳烯烃

用不同浓度氢氧化钠溶液对硅铝比为200的商业HZSM-5分子筛进行了扩孔改性,利用粉末X射线衍射、扫描电镜、NH₃程序升温脱附和N₂吸脱附对改性分子筛的晶体结构、孔结构、形貌和酸性进行了表征,考察了改性HZSM-5分子筛在催化裂解废轮胎反应中的性能.结果表明,通过改变氢氧化钠溶液的浓度,可以一定程度调控分子筛晶体的孔结构和酸量.随着碱浓度增大,改性HZSM-5分子筛平均孔径增大,而介孔孔容和酸量先增加后减少.经0.4 mol/L氢氧化钠溶液改性处理后的HZSM-5分子筛催化剂,介孔孔容及酸量最大,其催化裂解废轮胎低碳烯烃选择性最高,达到了32.39%,远高于商业HZSM-5分子筛.      

五氧化二磷气相沉积改性Hβ分子筛

采用化学气相沉积法,研究了五氧化二磷对Hβ分子筛酸性和孔结构的改性.XRD研究显示,没有新的物相生成.TPD和IR测试表明,五氧化二磷与Hβ分子筛中B r¨onsted酸性位存在着强相互作用,有新的弱酸中心产生.通过改性,强酸中心降低,弱酸中心增加,同时发现,被磷物种覆盖的部分酸中心经过氮气的吹扫能够得到恢复.N2吸附—脱附等温线研究表明,样品的N2吸附—脱附等温线为Ⅰ型和Ⅳ型的复合体.由于磷物种对孔道的堵塞,改性Hβ分子筛样品的比表面积、孔容以及平均孔半径均减小.以正癸烷异构化为模型反应对改性样品的异构化催化性能进行了考察,结果发现,改性后P t/Hβ催化剂上正癸烷异构化性能有明显的改善.     

碱处理法改性ZSM-5分子筛催化苯与乙醇烷基化制乙苯

用不同浓度的NaOH溶液对ZSM-5分子筛进行改性,以XRD、SEM、NH3-TPD和BET方法对改性前后的催化剂进行表征,并考察了碱处理改性对ZSM-5分子筛孔结构、酸性以及催化苯与乙醇烷基化反应的性能的影响.结果表明,通过调变NaOH溶液浓度可以在保持ZSM-5分子筛的微孔骨架结构的同时,调变介孔分布.随着NaOH溶液浓度升高,ZSM-5分子筛的酸量、介孔孔容、介孔表面积都增加,孔径分布变宽,从而改善了催化剂的催化性能.对ZSM-5分子筛进行碱改性,比较合适的NaOH溶液浓度为0.2mol/L,改性后的ZSM-5分子筛催化剂具有较高的活性和稳定性.但超过0.5mol/L的NaOH溶液会破坏ZSM-5分子筛骨架结构,该浓度的NaOH溶液改性后的ZSM-5分子筛催化活性下降较快.     

改性USY型催化裂化催化剂提高氢转移性能的研究

通过考察稀土元素铈、镧和磷对USY型催化裂化催化剂改性所引起的基质和分子筛表面酸性的变化,研究了引入铈、镧和磷对催化裂化活性和氢转移性能的影响。结果表明稀土元素的引入可以增加基质和分子筛表面酸量,提高催化活性和氢转移性能,但焦炭产率也随之增加;磷的引入可改善基质和分子筛表面酸性,减少强酸量,增加弱酸量,抑制焦炭的产生。     

Pd掺杂方式对Pt/KL分子筛正己烷芳构化及抗硫性能的影响

以浸渍法和水热合成法向Pt/KL催化剂中掺杂金属Pd,对催化剂进行改性和表征,并在固定床微型反应装置上考察Pd掺杂方式对Pt/KL催化剂正己烷芳构化性能及抗硫性能的影响.结果表明:不同方式掺杂Pd对分子筛的晶体结构和孔径分布等影响较小,对催化剂表面酸碱性质的影响较大;浸渍法掺杂金属Pd较水热法更能提高Pt/KL催化剂的正己烷芳构化反应活性、芳烃选择性及抗硫性能.这是由于通过浸渍法制备催化剂Pt-Pd/KL中的Pd与Pt相互作用增强了催化剂的金属催化功能,使得其芳构化活性和抗硫性增强;通过水热法制备催化剂Pt/PdKL中的Pd增强了催化剂酸性,从而降低了催化剂芳构化活性和抗硫能力所致.     

裂解汽油在ZSM-5沸石上的芳构化

采用连续流动反应装置,考察了裂解汽油在HZSM-5与金属元素改性的HZSM-5上的芳构化反应,发现锌改性后提高了液体产物中芳烃的收率。为了克服裂解汽油中含硫含焦杂质的影响,提出了获取芳烃的有效工艺:蒸馏除焦-加氢预脱硫-氢气氛下芳构化反应-冷凝产物。用氨吸附的程序升温脱附法,将催化剂的酸性质与其催化芳构化作用进行关联,认为Zn改性后的HZSM-5催化剂具有较温和的酸中心,可能是其芳构化高活性与高选择性的原因。     

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。     

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。     

Hammett指示剂法和IR法研究苯胺甲基化催化剂的表面酸性及催化机理

用Ｈａｍｍｅｔｔ指示剂法和红外光谱法研究了苯胺气相甲基化催化剂的表面酸性及其对催化性能的影响。结果表明，表面酸量和酸强度较小的催化剂，反应性能较好。苯胺的气相甲基化反应与酸中心的类型无关。另外，对在氧化铝和分子筛上苯胺甲基化的反应机理进行了探讨。     

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%。     

ZSM-5沸石的有效孔径对甲醇转化反应中低碳烯烃选择性的影响

本文以质谱仪为检测器的热脱附动力学方法测定了高温水蒸汽处理及磷、镁、硼浸渍改性HZSM-5沸石上甲醉的扩散活化能(E_d)及与沸石有效孔径有关的指数前因子(D_o)。结果表明,改性会使沸石的有效孔径缩小,其孔径大小的次序为:HZSM-5>HZSM-5-400>HZSM-5-600>PZSM-5(2％)>PZSM-5(4%)>MgYZSM-5(3％)>BZSM-5(3％)>BZSM-5(5％)。与用 NH_3-TPD及IR所测得的改性沸石表面酸性质相比,沸石的有效孔径的因素对甲醇转化反应中低碳烯烃选择性的影响小于沸石表面B酸量和酸强度的因素。     

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.     

Bi2O3/HZSM-5催化丙烯二聚与芳构化

采用连续微反装置研究了丙烯在Ｂｉ２Ｏ３／ＨＺＳＭ－５催化剂上的二聚与芳构化反应．在７７３Ｋ下，当Ｂｉ２Ｏ３负载量为３％时，获得了８３．８４％的ＢＴＸ选择性．氢气氛下反应可抑制催化剂失活，但同时也抑制了芳构化反应．ＴＰＤ结果表明Ｂｉ２Ｏ３的载入降低了总酸量，也降低了酸强，Ｂｉ２Ｏ３的作用很可能是提高了ＨＺＳＭ－５上氢的脱附能力     

HZSM-5及改性HZSM-5上乙醇和乙酸的酯化反应

本文研究了不同焙烧温度及磷、镁改性HZSM-5沸石分子筛上乙醇和乙酸的酯化反应。实验结果表明:在适当焙烧温度或适当磷、镁含量的条件下,酯化反应选择性有明显提高,而乙醇转化率变化不大。酯化反应及副反应醚化反应均是在弱酸中心上进行的,但醚化反应所需的酸强度比酯化反应高。     

合成气直接制芳烃嵌入式Co@HZSM-5催化剂的研究

由于芳烃收率低、催化剂易积碳和反应条件苛刻等问题的存在，合成气直接转化制芳烃技术目前仍然面临很多挑战。采用分步晶化方法合成了嵌入式Co@HZSM-5双功能分子筛催化剂，并通过X射线衍射（XRD）、N₂物理吸附-脱附、扫描电子显微镜（SEM）、氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）、氢气程序升温还原（H₂-TPR）以及热重分析（TG-DTA）等手段对催化剂的形貌、晶体结构、酸性、还原性能、积碳行为等理化性质进行了表征，随后在固定床反应器中对Co@HZSM-5催化剂进行了合成气直接催化转化制芳烃的反应性能评价。研究结果表明：嵌入式Co@HZSM-5分子筛催化剂相较于传统负载型Co/HZSM-5分子筛催化剂以及Co/SiO₂催化剂具有更多的酸中心和适宜的酸强度；同时，这种将活性金属纳米颗粒嵌入在分子筛晶体内部的特殊结构在保证活性相结构稳定的同时，还发挥了分子筛的择形限域效应。因此，嵌入式Co@HZSM-5催化剂可有效促进费托合成反应低碳产物的二次芳构化反应，提高芳烃的选择性，同时抑制长链烃类和积碳的生成。