邻甲酚加氢脱氧还原型催化剂的实验研究

以邻甲酚为生物质热解油模型化合物,研究了几种还原型加氢催化剂的催化脱氧性能的差异。采用孔饱和浸渍法制备了Mo/Al₂O₃、CoMo/Al₂O₃和CoMoEDTA/Al₂O₃加氢脱氧催化剂,采用H₂ -TPR、XRD对它们进行了表征;在H2气氛下对催化剂进行了还原,并在连续流动固定床加氢微反装置中,考察了邻甲酚在不同还原态催化剂催化下加氢脱氧反应的转化率和产物的选择性。结果表明,在相同的加氢反应条件下,CoMoEDTA/Al₂O₃的催化活性和稳定性均比Mo/Al₂O₃和CoMo/Al₂O₃催化剂高;在反应过程中,Mo/Al₂O₃催化剂表现出较高的直接脱氧选择性,而CoMo/Al₂O₃和CoMoEDTA/Al2O3催化剂表现出较高的加氢脱氧选择性。     

铜基催化剂上苯合成气烷基化的研究

通过浸渍法制备了用于苯合成气烷基化反应的铜基催化剂,并使用XRD,XRF,NH₃-TPD,TEM进行表征,固定床反应器进行评价。对于Cu/Al₂O₃/ZSM-5催化剂,最佳的反应温度是350℃,Cu载量越高其活性越好,负载Cu后出现的新的中等强度的酸中心有利于烷基化的进行。CO在金属中心发生加氢非解离反应,二甲醚（DME）是反应的主要中间体。第二金属（Zn,Mn,V）加入后有利于提高甲基化的选择性,降低重芳的选择性。在Cu-Zn/Al₂O₃/ZSM-5催化剂中,部分Cu被Zn覆盖导致了低的Cu分散度和活性。Cu-Mn/Al₂O₃/ZSM-5催化剂的甲基化收率最高,在新鲜剂中可能生成了Cu-Mn复合氧化物,这阻止了反应过程中Cu粒子的烧结。虽然V的引入使Cu的负载量大大减小,但同时也能引起中等强度酸中心数量的增多。V能够阻止还原过程中Cu粒子的烧结,并能提高Cu的活性。      

几种氧化物固体酸在异丁烷-丁烯烷基化反应中催化性能的比较

用XRD、IR、NH3-TPD和Hammett指示剂等方法对几种分子筛(HZSM-5、HY、Hβ)和氧化物固体酸(SO24-/ZrO2和WO3/ZrO2)进行了结构表征和酸性测定,并在相同的实验条件下比较了它们对异丁烷-丁烯烷基化反应的催化活性和稳定性.结果表明,其烷基化产物中各种组分的收率有显著差异,催化性能优劣的次序为:Hβ＞HY＞WO3/ZrO2＞SO24-/ZrO2＞HZSM-5.结合它们的基本物化性质,从反应机理上对催化性能的差异进行了分析,认为Hβ和HY可作为该反应的优选固体酸催化剂.     

Pt负载位置对双功能催化剂正十二烷加氢异构化性能影响

将金属Pt分别负载在Al₂O₃和ZSM-22分子筛上,然后分别与等质量的HZSM-22分子筛和Al₂O₃混合制备2种复合双功能催化剂Pt/Al₂O₃+HZSM-22和Pt/HZSM-22+ Al₂O₃。采用XRD、BET、NH₃-TPD、SEM、ICP以及TEM表征手段对载体和催化剂进行分析。在固定床反应装置上以正十二烷为正构烷烃模型化合物,考察了复合双功能催化剂对正十二烷加氢异构性能的影响。结果表明：金属Pt的负载位置直接影响加氢异构反应性能,金属负载在γ-Al₂O₃上的催化剂Pt/Al₂O₃+HZSM-2,其正十二烷转化率和异构产率均明显优于金属负载在HZSM-22分子筛上的催化剂Pt/HZSM-22+ Al₂O₃。但是将金属Pt负载在γ-Al₂O₃或直接负载在ZSM-22分子筛上并不影响单甲基异构产物的分布,其异构产物以支链靠近端部的2-甲基异构体为主。     

Al2O3晶型对Pt/Al2O3-Cl催化剂物化性质及其催化C5/C6异构化性能的影响

以拟薄水铝石粉和湃水铝石粉为前驱体,通过挤条成型和焙烧制备了3种不同晶型(γ、θ、η)Al₂O₃载体,并分别经负载Pt和氯化制备了3种Pt/Al₂O₃-Cl催化剂(Pt/γ-Al₂O₃-Cl、Pt/θ-Al₂O₃-Cl和Pt/η-Al₂O₃-Cl);采用X射线衍射(XRD)、N₂吸附-脱附(BET)、吡啶红外(Py-IR)、透射电镜(TEM)、NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)等手段表征了3种Al₂O₃载体及Pt/Al₂O₃-Cl催化剂,并通过固定床微反装置考察了Pt/Al₂O₃-Cl催化剂的C₅/C₆异构化性能。结果表明：γ、θ、η型Al₂O₃载体经负载Pt和氯化后,晶型不发生改变,Cl含量和酸量均大幅度提高,Lewis酸酸性显著增强,比表面积和孔体积明显下降;Pt/η-Al₂O₃-Cl催化剂的比表面积和酸量最大,C₅/C₆异构化活性最高,Pt/γ-Al₂O₃-Cl次之,Pt/θ-Al₂O₃-Cl最低;在温度为150 ℃、压力为3.2 MPa、进料质量空速为1.5 h^-1、氢/烃摩尔比为1.0的条件下,Pt/η-Al₂O₃-Cl催化剂作用下,C₅异构化率、C₆异构化率和C₆选择性分别为77.13%、88.68%和31.87%。     

几种氧化物固体酸在异丁烷—丁烯烷基化反应中催化性能的比较

用XRD、IR、NH3－TPD和Hammett指示剂等方法对几种分子筛（HZSM－5、HY、Hβ）和氧化物固体酸（SO24^-2/ZrO2和WO3／ZrO2）进行了结构表征和酸性测定,并在相同的实验条件下比较了它们对异丁烷－丁烯烷基化反应的论活性和稳定性。结果表明,其烷基化产物中各种组分的收率有显著差异,催化性能优劣的次序为：Hβ＞HY＞WO3＞ZrO2＞ZrO3＞HZSM－5。结合它们的基本物化性质,从反应机理上对催化性能的差异进行了分析,认为Hβ和HY可作为该反应的优固体酸催化剂。     

Y型分子筛酸性和孔结构对其催化异丁烷/丁烯烷基化反应性能的影响

通过3种后处理方法对工业NaY分子筛进行改性,得到具有不同酸性和孔结构的Y型分子筛Y-1、Y-2、Y-3。采用X射线衍射(XRD)、氨气程序升温脱附(NH₃-TPD)、N₂吸附-脱附、吡啶吸附红外(Py-IR)等手段表征分子筛的物化性质,并研究了其催化异丁烷/丁烯烷基化反应的性能。结果表明：Y-1和Y-3均为微孔分子筛,Y-2存在较多介孔,Y-1和Y-2总酸量均远大于Y-3;在80 ℃、1 MPa、异丁烷/丁烯摩尔比37.81、质量空速1.04 h^-1、30 min的条件下,Y-1、Y-2、Y-3作用下的目标产物C₈收率分别为74.7%、19.8%、5.7%。对于孔结构相似的Y型分子筛,总酸量的提高有利于目标产物的生成;但对于总酸量接近的Y型分子筛,含有较多介孔且外比表面积较大的分子筛不利于反应物分子的择形,目标产物的收率较低。相对于孔性质,分子筛酸中心的调控是影响该反应产物分布的关键因素。     

H-ZSM-5/ZrO2/SO42-固体酸复合催化剂的表征及烷基化反应性能

将H-ZSM-5分子筛与Zr基氧化物进行复合,经过硫酸处理后,合成H-ZSM-5/wZrO₂/SO^2-₄(w分别为40%、50%、60%)固体酸复合催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)及NH₃程序升温吸附-脱附(NH₃-TPD)等分析手段对催化剂进行表征,并在固定床反应装置上考察了不同催化剂催化异丁烯-异丁烷烷基化反应性能。结果表明：经过硫酸处理后,催化剂中单斜晶相m-ZrO₂转化为对烷基化反应有利的四方晶相t-ZrO₂;H-ZSM-5/50%ZrO₂/ SO^2-₄固体酸复合催化剂具有最高的总酸量和中强酸酸量,中强酸是催化异丁烯 异丁烷烷基化反应的控制因素;同时也证实了H-ZSM-5和ZrO₂ 2种组分在复合催化剂中具有协同作用。在压力为1.4 MPa、温度为80 ℃、原料进料体积流速为2.0 mL/h、载气体积流速为1200 mL/h、反应时间为120 min的条件下,H-ZSM-5/50% ZrO₂/SO^2-₄复合催化剂作用下产物C8选择性最高为83.0%,异丁烯最高转化率为94.1%,反应稳定后异丁烯转化率保持在55.2%,收率保持在45.8%,说明H-ZSM-5/50% ZrO₂/SO^2-₄固体酸复合催化剂具有良好的催化反应性能。     

伊利石合成SAPO-11分子筛及其临氢异构化性能

以酸洗伊利石为原料,采用水热法合成SAPO-11分子筛,采用等体积浸渍法制备成型SAPO-11分子筛催化剂,采用XRD、N₂吸附-脱附、SEM和TEM等分析手段对SAPO-11分子筛样品进行了分析表征,考察合成条件对合成SAPO-11分子筛晶相结构的影响,并以正辛烷为模型化合物评价了成型SAPO-11分子筛催化剂的临氢异构化反应性能。结果表明：以酸洗伊利石为原料合成SAPO-11分子筛的最佳条件为：晶化温度180 ℃,晶化时间36 h,n(SiO₂)/n(Al₂O₃)=0.5,n(P₂O₅)/n(Al₂O₃)=1.2,n(模板剂)/n(SiO₂)=3.5;在反应压力1.5 MPa、反应温度360 ℃、质量空速1.5 h^-1、V(H₂)/V(正辛烷)=300的条件下,以正辛烷为模型化合物在Ni/SAPO-11分子筛催化剂作用下进行临氢异构化反应,正辛烷转化率为52.94%、异构体收率为42.95%、单支链异构体的选择性为74.28%、双支链异构体的选择性为6.85%,该催化剂异构化反应性能较好。     

毫米级Al2O3-ZSM-5小球载体的研制及负载Ga催化剂芳构化性能

针对现有工艺制备的分子筛小球强度低、磨损率高等缺点,研究了拟薄水铝石粉、ZSM-5分子筛与酸溶液胶溶制备溶胶,再经热油柱成型制备毫米级Al₂O₃-ZSM-5小球方案的可行性。通过优化原料、胶溶剂与胶凝剂之间的比例,溶胶液滴在热油柱中收缩为小球,成球后具有足够的强度,便于后续水洗、干燥和焙烧,所制备的Al₂O₃-ZSM-5小球的压碎强度高于39 N/粒,堆密度为0.59～0.70 g/cm³,磨损率低于2%,满足移动床工艺的要求。以所制Al₂O₃-ZSM-5小球为载体,负载活性组分Ga后制备催化剂,考察其对异丁烷芳构化反应的催化性能,相比于未负载Ga的催化剂,最佳Ga负载量催化剂作用下的干气产率降低2.48百分点、芳烃收率提高26.72百分点。     

磷改性ZSM-5分子筛的水热稳定性

选取n(SiO₂)/n(Al₂O₃)为45、150、250的磷改性ZSM-5分子筛样品,在800℃和100%水蒸气气氛下分别水热处理4、8和17 h,得到一系列高温水热老化后的磷改性ZSM 5分子筛样品。采用XRD、XRF、BET、NH3-TPD、³¹P NMR、²⁷Al NMR表征方法研究这些老化样品的磷氧化物状态变化及骨架铝配位、物相、孔结构和酸性变化情况。通过脉冲微反实验考察这些老化样品的甲醇制丙烯（MTP）反应催化性能稳定性。结果表明,ZSM 5的n(SiO₂)/n(Al₂O₃)对磷改性作用和水热稳定性有重要影响,提高水热老化温度和延长老化时间会明显加剧磷氧化物的迁移、缩合及与骨架铝的配位成键作用。低n(SiO₂)/n(Al₂O₃)时,四配位骨架铝容易转变为与磷有配位关系的各类缺陷位骨架铝和六配位非骨架铝;高n(SiO₂)/n(Al₂O₃)时,尤其在n(SiO₂)/n(Al₂O₃)为150时,存在大量骨架铝既具有很高的抗磷氧化物配位成键能力,又具有很好的抗水蒸气水解能力,具有更高的反应催化活性和水热稳定性。提高水热处理温度还具有疏通磷改性ZSM-5分子筛孔道的作用,低n(SiO₂)/n(Al₂O₃)的磷改性ZSM-5分子筛的比表面积和孔体积有部分恢复,高n(SiO₂)/n(Al₂O₃)的微孔部分比表面积有所增加。不同n(SiO₂)/n(Al₂O₃)磷改性ZSM-5分子筛的相对结晶度均随水热老化温度提高和老化时间延长而下降;酸量和酸强度均随水热老化温度升高而急剧下降,但随水热老化时间延长保持相对稳定,n(SiO₂)/n(Al₂O₃)为150的磷改性ZSM 5分子筛的酸性最稳定。n(SiO₂)/n(Al₂O₃)为150的磷改性ZSM-5分子筛经过800℃和100%水蒸气老化4 h后具有优异的MTP催化性能,如高反应活性、高丙烯选择性和烃产物组成稳定性。     

柠檬酸与磷的改性对Ni-Mo/Al2O3焦化蜡油加氢脱氮性能的影响

以γ-Al₂O₃为载体,Ni-Mo为活性金属组分,采用等体积溶液浸渍法制备了焦化蜡油加氢处理催化剂Ni-Mo/Al₂O₃。在浸渍液中分别加入柠檬酸、磷酸二氢铵,以及同时加入柠檬酸和磷酸二氢铵,得到改性的催化剂Ni-Mo-CA/Al₂O₃、Ni-Mo-P/Al₂O₃和Ni-Mo-P-CA/Al₂O₃,采用NH₃-TPD、H₂-TPR、UV-Vis DRS和HRTEM等手段对制备的催化剂进行了表征,考察了柠檬酸和磷改性对催化剂的性质和加氢脱氮活性的影响。结果表明,磷改性提高了Ni-Mo/Al₂O₃催化剂的表面酸量,但降低了其加氢脱氮活性;柠檬酸的改性提高了Ni-Mo/Al₂O₃催化剂的加氢脱氮活性,但降低了催化剂的表面酸量;柠檬酸 磷的组合改性使Ni-Mo/Al₂O₃催化剂同时具有较高的表面酸量和加氢脱氮活性。柠檬酸-磷的组合改性使Ni-Mo/Al₂O₃催化剂的表面形成了更多的高活性Mo物种,活性金属有着更高的分散性,MoS₂堆垛层数集中分布在2层和3层,从而使其对焦化蜡油的加氢脱氮活性得到了大幅提升。     

不同分子筛负载Pd催化剂催化苯加氢烷基化制备环己基苯

以不同分子筛为载体,采用浸渍方法制备了一系列Pd/分子筛催化剂,采用XRD、NH3-TPD、BET和SEM表征方法对不同分子筛进行表征,并考察了低温下不同分子筛酸性和孔结构对Pd/分子筛催化剂催化苯加氢烷基化制备环己基苯(CHB)性能的影响。结果表明：苯加氢烷基化反应的催化性能受不同分子筛酸量和孔结构的影响,以小孔道、高酸量的HZSM-5、H-IM-5分子筛和大孔道、低酸量H-RZM的分子筛为酸性组元的Pd/分子筛催化剂,苯转化率(<16%)和环己基苯选择性较低(<45%);以大孔道、适中酸量的HBETA和HMCM-49 分子筛为酸性组元的Pd/分子筛催化剂,苯转化率和环己基苯选择性明显提高,可分别达36.61%、62.85%和34.69%、71.55%;HY分子筛具有较开阔的孔道、较高酸量,Pd/HY催化苯加氢烷基化反应的苯转化率(48.63%)和环己基苯选择性最高(82.94%),是较为合适的低温苯加氢烷基化反应的酸性组元。     

异丁烷/丁烯烷基化固体酸催化剂的研究进展

阐述了异丁烷/丁烯烷基化催化剂研究的新进展,包括固体超强酸催化剂、分子筛催化剂和负载型杂多酸催化剂.文章着重对固体超强酸、负载型杂多酸和分子筛催化剂的制备、活性和选择性作了探讨,同时指出了这些固体酸催化剂存在的问题,预测了烷基化催化剂研究的发展方向.     

Pd助剂用于Ni基环戊二烯加氢催化剂的研究

采用等体积浸渍法制备了以Al₂O₃-TiO₂复合氧化物为载体、Ni为主活性组分、Pd为助活性组分的负载型催化剂Pd-Ni/Al₂O₃-Ti O₂。利用N₂吸附-脱附、XRD、H2-TPR、SEM等方法对催化剂进行表征,并在固定床微反实验装置上考察了Ni基催化剂助剂、Pd源、Pd负载量等对环戊二烯选择加氢制环戊烯反应性能的影响。实验结果表明,催化剂的Ni含量为17.5%(w)、Pd含量为0.3%(w)、比表面积为89 m²/g、孔体积为0.35 mL/g、最可几孔径为12.6 nm时,Pd-Ni/Al₂O₃-Ti O₂具有最佳反应性能;在反应温度40℃、反应压力0.40 MPa、氢/烃摩尔比1.2、新鲜进料体积空速1.5 h^-1的工艺条件下,环戊二烯转化率为95.4%,环戊烯选择性为94.5%,催化剂具有良好的加氢活性和稳定性。     

HY分子筛酸密度对催化异丁烷-丁烯烷基化反应性能的影响

通过对Y分子筛进行铵交换，获得了分子筛孔道相似、酸密度在2.87~12.99 mmol/g范围内的一系列分子筛。在控制变量的前提下，考察了这一系列分子筛在异丁烷-丁烯烷基化反应中的催化性能，研究了分子筛酸密度对其催化烷基化反应活性的影响规律。结果表明，分子筛总酸密度越大，其相对氢转移活性越高，催化烷基化反应单程寿命越长，越有利于烷基化目标产物的生成。     

以分子筛催化剂催化的C4烷基化反应研究进展

阐述了分子筛催化剂催化的异丁烷与丁烯烷基化反应的研究进展。分子筛催化剂主要包括X、Y型分子筛、β-分子筛、ZSM-5、MCM-22、丝光沸石等。讨论了分子筛催化剂的组成、制备条件、烷基化反应条件等因素对反应的选择性和转化率的影响。     

白土水热合成分子筛制备脱除芳烃中微量烯烃的催化剂

以廉价的工业颗粒白土为主要原料,采用水热合成法原位晶化合成了Na Y分子筛,并制备了Y分子筛脱烯烃催化剂;采用XRD、N₂吸附-脱附、Py-FTIR、NH₃-TPD等方法对Y分子筛催化剂进行了表征,考察了Y分子筛催化剂对C₈~+芳烃中微量烯烃的脱除性能。实验结果表明,以在导向剂母液各组分配比为n(Na₂O)∶n(Al₂O₃)∶n(Si O₂)∶n(H₂O)=16∶1∶15∶320、导向剂添加量为14%(w)、晶化温度100℃、晶化时间24 h的条件下合成的NaY分子筛制备的Y分子筛催化剂具有良好的物理化学性质和脱烯烃性能,在反应温度170℃、液态空速10 h^-1、压力1.0 MPa、反应时间2 h的条件下,烯烃脱除率达到94.18%,芳烃及邻、对、间二甲苯损失率均低于1%。     

造核-包衣法制备Al2O3小球及其在丙烷直接脱氢反应中的应用研究

氧化铝(Al₂O₃)载体是应用最广泛的催化剂的核心材料之一,而球形Al₂O₃载体取代条形Al₂O₃载体已成为大趋势,因此亟需发展绿色可行的制备球形Al₂O₃载体新方法。首先对滚球法进行了优化,以拟薄水铝石粉体为原料,硝酸为胶溶剂,羟丙基甲基纤维素为粘结剂,采用造核-包衣法制备了球形度好、强度高且比表面积大的Al₂O₃小球。结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等表征手段考察了水粉比(质量比)、酸粉比(质量比)、粘结剂含量(质量分数)和抛丸时间对Al₂O₃小球的强度和孔结构的影响。结果表明,控制酸粉比为0.050、水粉比为0.88、粘结剂含量为3%(质量分数)和每次抛丸时间为5 min,能够制备出粒径均匀、成品率高且强度高达43.0 N的Al₂O₃小球。在此基础上,制备了球...     

晶种诱导合成FER分子筛催化1-丁烯骨架异构化反应

采用晶种诱导的方法,在无有机结构导向剂的条件下合成了高结晶度的FER分子筛,考察了晶种用量和晶化时间对分子筛结晶度的影响,并在较优条件下对合成的分子筛进行催化1-丁烯骨架异构化反应性能评价。结果表明：在初始投料摩尔比n(Na₂O)∶n(Al₂O₃)∶n(SiO₂)∶n(H₂O)为0.18∶0.033∶1∶30、晶化温度为160 ℃的条件下,随着晶种加入量增加和晶化时间的延长,分子筛样品相对结晶度增加;在较优晶种添加质量分数为15%、晶化时间为72 h条件下,合成的分子筛相对晶种结晶度达100.1%。以最优条件下晶种合成分子筛为催化剂, 1-丁烯为原料,在反应温度350 ℃、质量空速2.0 h^-1、常压的反应条件下,连续运行600 h,1-丁烯平均转化率大于38%,异丁烯平均选择性大于90%,催化剂反应活性和稳定性均良好。