分子筛结构及磷改性对催化苯与乙醇烷基化反应性能的影响

采用BET,NH3-TPD,Py-IR方法对Mor,Beta,SAPO-11,HZSM-5四种沸石原粉进行表征,在连续流动固定床反应装置上对这四种沸石催化剂进行苯与乙醇烷基化反应活性评价,并比较了四种沸石催化剂在相同反应时间下的积炭量。结果表明,Mor和Beta沸石失活快,SAPO-11沸石反应活性低,而HZSM-5沸石具有较高的反应活性和较长的寿命,是比较合适的催化剂;相同反应时间下四种沸石催化剂的积炭量由高到低的顺序为：Mor＞Beta＞SAPO-11＞HZSM-5。针对HZSM-5沸石催化剂乙苯选择性低的问题,考察了不同含量磷改性HZSM-5沸石催化剂的催化性能。结果表明,质量分数为3%磷改性HZSM-5催化剂的效果最佳,苯的转化率变化不大,乙苯选择性比未改性的催化剂提高了约20%。     

Effect of the degree of zeolite recrystallization into micro–mesoporous materials on their catalytic properties in petroleum refining and petroleum chemistry processes

It has been shown that by varying the degree of recrystallization of zeolites, it is possible to obtain mesostructured zeolites (RZEO-1), micro–mesoporous nanocomposites (RZEO-2), and mesoporous materials with zeolite fragments (RZEO-3). The main features of the effect of recrystallization degree of MOR, BEA, and FER zeolites on their catalytic properties in the processes of cracking of 1,3,5-triisopropylbenzene, skeletal isomerization of butene-1, hydroisomerization of n-alkanes, alkylation of benzene with dodecene-1, alkylation of naphthalene with cyclohexene, and disproportionation of cumene have been revealed. It has been found that each type of catalytic reaction requires a micro–mesoporous catalyst with an optimal degree of recrystallization. Zeolites RZEO-1 are the most efficient in the reactions that require strong acidity; zeolites RZEO-2 are the most promising in consecutive reactions and reactions that proceed in pore mouths; and RZEO-3 are optimal for transformations of bulky molecules.     

苯-长链烯烃烷基化固体酸催化剂的研究Ⅲ.烷基化条件与反应性能的关联

考察了苯 -C=12 烷基化反应条件对SiW12 /HAlMCM -4 1中孔材料催化性能的影响 ,并对SiW12 /HAlMCM -4 1和HM、HY分子筛催化剂上的产物分布进行了比较。结果表明 ,随着质量空速提高和温度降低 ,线性烷基苯选择性和烷基苯线性度不断提高 ,烷基苯异构体分布不断改善 ,而烯烃转化率的变化规律相反 ,且烯烃转化率、线性烷基苯选择性和烷基苯线性度均随原料苯烯摩尔比的提高而提高 ;SiW12 /HAlMCM -4 1分子筛催化剂上线性烷基苯异构体分布优于HY而不及HM ,且催化剂粒径越大 ,线性烷基苯异构体分布越好。     

不同HZSM-5催化剂上苯与乙醇的烷基化反应

 以正丁胺为模板剂、水玻璃为硅源、硫酸铝为铝源,采用水热晶化法合成出酸性和晶粒大小不同的ZSM-5分子筛,通过XRD、BET、SEM、NH3-TPD和Py-IR方法对催化剂进行了表征,并在连续流动固定床反应器上对其进行了苯与乙醇烷基化反应性能评价。结果表明,ZSM-5催化剂的酸性质是影响苯与乙醇烷基化反应中苯转化率和乙苯选择性的重要因素,晶粒大小在一定程度上对乙苯的选择性有影响。酸性弱、酸量少的小晶粒ZSM-5分子筛乙苯选择性和苯的转化率能同时达到最优。考察了操作条件对催化性能较好的小晶粒HZSM-5分子筛上苯与乙醇烷基化反应苯的转化率和乙苯选择性的影响,得到该催化剂的最佳反应条件：反应温度380 ℃,苯/醇摩尔比3 ~ 5,质量空速3 ~ 5 h-1。     

MgO改性MCM-22分子筛催化苯与碳酸二乙酯的烷基化反应

以Mg(NO3)2为前体,在MCM-22分子筛上负载不同量的MgO,制备了MgO改性的MCM-22分子筛(MgO/MCM-22)催化剂;在固定床连续微反装置上,考察了MCM-22分子筛原粉和MgO/MCM-22催化剂对苯与碳酸二乙酯进行烷基化反应合成乙苯的催化性能;采用XRD、BET、NH3-TPD和吡啶吸附红外光谱等手段对催化剂进行了表征。实验结果表明,随MgO负载量的增加,苯的转化率逐渐降低,而乙苯的选择性逐渐升高。表征结果显示,随MgO负载量的增加,催化剂的酸强度减弱,酸量减少;催化剂的比表面积和孔体积也随MgO负载量的增加而减小,从而导致苯的转化率随MgO负载量的增加而逐渐降低;而减少的酸中心抑制了副反应的发生,因此乙苯的选择性随MgO负载量的增加而增大。适宜的MgO负载量(质量分数)为3%。     

镁改性ZSM-5分子筛的制备及其催化苯与甲醇烷基化反应性能

制备了不同镁负载量的镁改性多级孔ZSM-5催化剂,采用X射线衍射、N₂吸附-脱附、NH₃程序升温脱附等分析手段对镁改性ZSM-5催化剂进行表征,考察了反应温度、质量空速、原料配比、镁负载量对镁改性ZSM-5催化剂催化苯与甲醇烷基化反应性能的影响,并对催化剂稳定性进行评价。结果表明：镁改性ZSM-5催化剂催化苯与甲醇烷基化反应最佳的工艺条件为：反应温度470 ℃,质量空速2.0 h^-1,苯与甲醇摩尔比1∶1;在最佳工艺条件下,镁负载量（w）为3%的改性ZSM-5催化剂可连续运行1 300 h,苯平均转化率大于54%,甲苯和二甲苯的平均选择性大于90%,乙苯平均选择性低于1.5%;催化剂再生后的反应活性和稳定性与新鲜催化剂相当;催化剂经过了工业试验验证,具备工业应用前景。     

MgAPO-5/MCM-41分子筛的表征及催化性能

 采用微波水热法合成了MgAPO-5/MCM-41分子筛。考察了晶化温度对分子筛合成和性质的影响，并通过XRD、NH₃-TPD、TEM、NMR等分析手段对合成的样品进行了表征。结果表明，当晶化温度为90℃时，合成的样品具有微孔结构和MCM-41特有的六方排列的孔道结构，P原子和Al原子都进入了分子筛的骨架，并且具有较高的有序度、比表面积、孔容和平均孔径。Mg的掺入能显著提高分子筛的酸性。用MgAPO-5/MCM-41分子筛催化苯与α-十二烯的烷基化反应时，α-十二烯的转化率可达到99%以上，2-苯基十二烷的选择性达到20%以上，但该分子筛稳定性不高。     

Oligomerization of 1-octene on micro-mesoporous zeolite catalysts

The oligomerization of 1-octene in the presence of micro- and micro-mesoporous catalysts based on zeolite Y (SiO₂/Al₂O₃ = 4.9) has been studied. The results of low-temperature nitrogen adsorption confirm the formation of mesopores with a diameter of 2–4 nm in the micro-mesoporous catalysts. An ammonia temperature-programmed desorption study of the acid properties of the synthesized zeolite catalysts has shown that the preparation of micro-mesoporous samples is accompanied by a decrease in the concentration and strength of acid sites. A comparison of the catalytic properties of the microporous and micro-mesoporous zeolites has revealed that the latter are the most active in 1-octene oligomerization and allow octene oligomers to be obtained with a selectivity of 65% at the 100% conversion of the monomer. The use of zeolite catalysts with the micro-mesoporous structure in the oligomerization of 1-octene affords oligomers with a broader molecular-mass distribution (degree of oligomerization n = 2–5) than on the microporous samples (n = 2 to 3).     

Friedel-Crafts Alkylation of Benzene with 1-hexadecene in Ionic Liquids Prepared In Situ

Abstract

Hexadecylbenzene was prepared by the alkylation of benzene with 1-hexadecene in ionic liquids prepared by in-situ method. Gas chromatography (GC) and gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) were used as the evaluation method for alkylation technology. The influences of the type and acidity strength of catalysts, molar ratio of benzene to alkenes, reaction temperature and time, recycling use of catalysts on conversion for alkenes, selectivity for mono-alkylbenzene, and distribution of isomers were investigated. Under the optimum reaction condition, 100% of conversion and selectivity were both obtained, and the selectivity for m-isomers (with benzene rings located at the middle positions along the alkyl chains) achieved 50.63%. The acidity strength had significant influence on the distribution of isomers.     

脱铝Y沸石酸性和孔结构对苯和1-十二烯烷基化的影响

用不同脱铝方法制备了 4种脱铝 Y沸石催化剂 ,并利用 NH3-TPD、低温 N2 吸附以及 XRD技术对其物化性质进行了测定 ,并考察了其在苯与 1 -十二烯烷基化反应中的催化性能 ,揭示了脱铝 Y沸石的酸量、酸强度及孔结构在烷基化反应中的作用规律和本质     

MgO/MCM-22催化苯与草酸二乙酯烷基化合成乙苯的研究

实验以MgO/MCM-22为催化剂,在气相连续流动固定床反应器上催化苯与草酸二乙酯(DEO)烷基化,合成乙苯(EB)。考察了MgO负载量变化和工艺条件的影响。以硝酸镁为前驱体通过等体积浸渍法制备了MgO/MCM-22催化剂,并以低温N_2吸附脱附、X射线衍射、NH_3-TPD、吡啶吸附IR等,对催化剂进行了表征。实验结果表明:随MgO负载量的增加,苯的转化率逐渐下降,而乙苯的选择性明显提高,这主要是由于负载MgO后催化剂的酸性位数量下降引起的。以MCM-22为催化剂,在最佳反应条件下:温度653 K,空速为2 h~(-1),原料配比n(苯):n(DEO)=4:1,苯的转化率为37.5%,乙苯选择性为80.3%。     

苯-长链烯烃烷基化固体酸催化剂的研究Ⅱ.SiW_(12)/HAlMCM-41催化剂的组成、酸性及催化性能

制备了不同负载量的SiW1 2 /HAlMCM -4 1催化剂。通过NH3-TPD、N2 吸附技术和苯 -C=1 2 烷基化反应考察了在不同预处理温度下SiW1 2 /HAlMCM -4 1催化剂的组成、酸性及孔结构对催化性能的影响。结果表明 ,经 470～480K(N2 )预处理后的 5 0 0 % (质量分数 )SiW1 2 /HAlMCM -4 1催化剂具有总酸量和中强酸中心比率较大、中孔分布窄的特性和较高的催化活性。在相对较低的反应温度下 ,烷基化反应的C=1 2 转化率、线性烷基苯 (LAB)选择性和线性度均在 98 5 %以上 ,2位线性烷基苯 ( 2 -LAB)异构体比率达 3 4 5 %。     

在ZSM-5型沸石催化剂上苯与乙醇烃化制乙苯

HZSM-5型沸石催化剂经 A 或 B 法处理后用于苯与乙醇(95%)烃化制乙苯,其烃化选择性明显提高,且活性稳定。具有较好的再生性、制备重复性、以及二乙苯反烃化性能。BAA-8602催化剂经过22次加速失活再生后进行反应,在520小时的连续反应时间内,各项主要反应性能指标的平均值:苯转化率为17.99%,烃化选择性为95.7%,乙醇转化率大于99%,乙苯选择性为89.06%,液收率大于98%。预测其使用寿命大于11000小时,已具备进一步工业开发的条件。     

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。      

HZSM-5分子筛催化苯与氯乙烷烷基化反应

在固定床反应器中以HZSM-5分子筛为催化剂,进行了苯与氯乙烷烷基化反应的实验。考察了HZSM-5分子筛的n(SiO2)∶n(Al2O3)、反应温度、n(苯)∶n(氯乙烷)和液态空速(LHSV)等因素对烷基化反应的影响。实验结果表明,随n(SiO2)∶n(Al2O3)的增大,HZSM-5分子筛的酸量减少,酸强度减弱;n(SiO2)∶n(Al2O3)=25的HZSM-5分子筛的催化活性较高;采用HZSM-5分子筛(n(SiO2)∶n(Al2O3)=25)催化苯与氯乙烷的烷基化反应的适宜操作条件为:573～613K,n(苯)∶n(氯乙烷)=8.0～10.0,LHSV=4～6h-1。在593K时,苯的转化率达到9.56%(x),乙苯选择性达到97.44%(x)。低温时烷基化反应中未发现二甲苯异构体生成,高温时有极少量的二甲苯异构体生成。     

HZSM-5分子筛催化苯与草酸二乙酯的烷基化反应

采用气固相连续流动固定床反应器研究了HZSM-5分子筛催化苯与草酸二乙酯的烷基化反应。考察了硅铝比对分子筛催化活性及产物选择性的影响,采用吡啶吸附红外和氨气-程序升温脱附等手段对不同硅铝比的HZSM-5分子筛进行了表征。结果表明,硅铝比为200的分子筛对该反应显示了良好的催化性能。此外还考察了温度、原料配比、空速等条件对该反应的影响。结果表明,在温度为653 K、苯与草酸二乙酯的摩尔比为4:1、空速为1 h-1的条件下,苯的转化率可以达到38.7%,乙苯的选择性可以达到84.2%。     

磷酸铝基Zn/HZSM-11催化剂用于苯和二甲醚烷基化反应

在Zn/HZSM-11中添加不同磷/铝摩尔比（n(P)/n(Al))的磷酸铝黏结剂制备了系列催化剂（ZnZPAlO-x）,并对其进行X射线衍射、N₂吸附-脱附、NH₃-TPD和O₂-TPO表征,同时用于催化苯和二甲醚烷基化反应。结果表明,ZnZPAlO-x催化剂的比表面积、总孔体积以及酸量均随其n(P)/n(Al)的增加而降低。与含氧化铝黏结剂的催化剂(ZnZAl)相比,ZnZPAlO-x催化剂的苯转化率和苯甲基化产物选择性更高;反应后两者的积炭类型相似,但后者的积炭量更低。ZnZAl和ZnZPAlO-0.8（n(P)/n(Al) = 0.8）催化苯和二甲醚烷基化反应的苯转化率随反应温度变化呈现不同规律,尤其在450℃高温条件下存在明显差异。     

MgO/HZSM-5上甲苯与碳酸二甲酯择形烷基化反应性能的研究

实验以MgO/HZSM-5为催化剂,在气相连续流动固定床反应器上进行甲苯与碳酸二甲酯(DMC)择形烷基化反应的研究.采用等体积浸渍法制备了一系列MgO/HzsM-5催化剂,并采用XRD、NH<,3>-TPD、吡啶吸附IR、N<,2>吸附-脱附等手段对催化剂进行表征.考察了MgO负载量及反应条件对催化性能的影响.结果表明...     

ZSM-11分子筛改性及其在苯、甲醇烷基化反应中的应用

采用NaOH溶液碱处理、HCl溶液酸处理、负载Mg等方法对ZSM-11分子筛进行改性。采用XRD,FE-SEM,NH3-TPD,N2吸附-脱附等方法对改性前后的分子筛及催化剂进行表征,结果表明：改性后的分子筛中引入了大量的介孔,但最大限度地保留了分子筛的晶型和微孔,负载Mg后,容易产生积炭副反应的强酸中心被覆盖。将改性后的分子筛催化剂用于苯、甲醇的烷基化反应中,在反应温度为460 ℃、反应压力为0.2 MPa、质量空速为3 h-1、n（苯）：n（甲醇）=1的条件下,苯转化率达到52.60%,甲苯、二甲苯总选择性达到89.91%,二甲苯选择性达到34.08%。苯、甲醇烷基化反应的稳定性实验结果表明,改性后分子筛催化剂在200 h内保持了反应活性的相对稳定。     

无钠Beta分子筛的合成

以硅铝胶为原料,在无碱金属体系中水热合成了Beta分子筛。研究了硅铝胶的物理化学性能、添加NaOH和不同n(TEAOH)/n(SiO₂)等因素对Beta分子筛结晶度、形貌和铝分布的影响。结果表明,以适宜物理化学性能的硅铝胶为原料,可以在低模板剂用量(n(TEAOH)/n(SiO₂)=0.10)下合成Beta分子筛。无钠Beta分子筛的形貌规整,铝分布均匀。在苯与乙烯烷基化反应中,与有钠体系合成的分子筛相比,采用无钠Beta分子筛作为催化剂,在较低空速下可得到较高的乙苯选择性。