Zn/ZSM-5催化剂在甲醇制芳烃(MTA)反应中的失活与再生

在固定床反应器中进行Zn/ZSM-5分子筛催化甲醇转化制芳烃反应的积炭失活实验,采用X射线衍射,傅里叶变换红外光谱,N_2吸附-脱附,氨气程序升温脱附,热重等方法对新鲜及失活催化剂进行了表征。结果表明,在甲醇制芳烃反应中,催化剂的失活主要是由于催化剂表面积炭导致的微孔堵塞引起的,据分析结果推测积炭物种主要是芳香族化合物或带有双键的聚合态化合物。失活催化剂经再生后,催化剂平均孔径增大,稳定性增强,在312h的反应过程中,甲醇转化率始终保持99.8%以上,但芳烃的收率及选择性下降。     

ZnO/HZSM-5催化剂上甲醇制芳烃(MTA):ZnO负载量和压力的影响

制备Zn负载的HZSM-5催化剂并将其应用于甲醇制芳烃反应,研究了Zn负载量及反应压力对催化剂活性及稳定性的影响。实验结果表明,Zn改变了HZSM-5催化剂的酸性位点分布,可显著增强其芳构化性能并抑制低碳烃类生成,提高新鲜催化剂的初始芳烃产率。适当提高反应压力,可延缓芳烃产率下降,延长催化剂寿命。反应压力为0.5MPa时,在1%Zn/HZ催化剂上得到了最优的甲醇制芳烃反应催化性能,初始芳烃产率达到58.6%,催化剂寿命达到48h。     

La/HZSM-5催化剂在甲醇转化中的特性

运用不同浓度的硝酸镧溶液以等体积浸渍法对HZSM-5沸石进行改质,获得了不同La负载量的La/HZSM-5催化剂,通过NH3-TPD与Py-IR两种方法的结合,表征了催化剂的酸性变化,结果表明随着La负载量的增加,催化剂的总酸量呈现先增后减的趋势,中强酸的L酸量也有同样的趋势;并考察了几个催化剂试样产物选择性的变化硅铝的甲醇转化活性.结果表明通过La改质的HZSM-5沸石催化剂的芳构化能力增强,特别是芳烃产物中均四甲苯的选择性可以由40%提高至60%.     

反应条件对HZSM-5基催化剂芳构化反应的研究进展

从温度、空速、催化剂、氧气和微波加热等方面,详细地论述了反应条件对HZSM-5基催化剂芳构化反应,认为适当的温度、低空速、改性HZSM-5、无氧和微波加热等条件对芳构化反应是有利的。     

Ce/HZSM-5分子筛催化剂在苯与甲醇制甲苯反应中的催化性能

采用稀土元素Ce经浸渍法制备了Ce/HZSM 5分子筛,并采用BET、XRD、SEM、TG、FT IR、Py IR表征手段对催化剂的孔道变化、结构、形貌、热稳定性及酸性变化进行测试,在固定床单程管式微反应器上进行催化苯与甲醇制甲苯反应的性能评价。结果表明,Ce/HZSM 5分子筛催化剂在苯/甲醇的摩尔比为1、反应压力15 MPa、温度400℃、反应时间35 h、质量空速25 h-1、Ce负载质量分数4%、催化剂装填量25 g的条件下,苯的转化率可达7372%,目标产物甲苯的选择性和收率分别为5677%和4185%。     

不同金属改性HZSM-5在甲醇制芳烃上的研究

通过离子交换制备金属离子改性的HZSM-5催化剂,并采用XRD、NH3-TPD、Py-IR和N_2吸附脱附对催化剂进行了表征。在两段法固定床反应装置上考察了不同金属以及不同负载量对甲醇芳构化的影响。实验结果表明,在四种金属(Zn、Ni、Co、Fe)改性中,Zn的油相收率最高,芳烃选择性也最高。480℃反应时,经过Zn改性后的催化剂油相中BTX质量分数为84.35%,与未改性的催化剂相比,提高了7%。     

活性氢物质甲醇存在时噻吩在La/HZSM-5催化剂上的转化反应研究

探讨了在含活性氢的醇存在时,以La改性的HZSM-5分子筛为催化剂,噻吩在固定床微型反应器中的转化反应。考察了反应温度、甲醇含量、La负载量、质量空速等因素对反应的影响。实验结果表明,在反应温度623K以上、甲醇与溶剂苯的体积比为1∶2、La负载量(质量分数)1.0%、质量空速14h-1时,噻吩转化率和硫化氢产率分别达到最大值51.3%和18.1%。与未负载La的HZSM-5催化剂相比,负载La的HZSM-5催化剂催化的噻吩转化反应,噻吩转化率和硫化氢产率分别提高36.0%和11.6%。     

串联催化剂中锌对HZSM-5沸石催化甲醇制芳烃反应性能的影响

采用等体积超声浸渍法制备了一系列锌改性HZSM-5沸石催化剂,并采用ICP、XRD、FT-IR及NH3-TPD等表征手段对改性催化剂的物理化学性质进行了表征.通过构建串联催化剂针对性地探究了锌在甲醇制芳烃反应中的作用,尤其是对烯烃芳构化过程的影响.结果表明,锌的引入不仅提高了反应中脱氢芳构化活性,还抑制了氢转移反应,进...     

MoO_3/HZSM-5催化剂上重芳烃加氢脱烷基反应

采用等体积浸渍法制备了不同负载量的MoO3/HZSM-5催化剂,考察了MoO3/HZSM-5催化剂上MoO3负载量和工艺条件对重芳烃(C9+)加氢脱烷基反应的影响;并用X射线衍射、吡啶吸附红外光谱、氨程序升温脱附等技术对催化剂进行了表征。实验结果表明,重芳烃在MoO3/HZSM-5催化剂上的反应性能与HZSM-5分子筛上MoO3的分散状态、催化剂的酸性和酸量及工艺条件有关;当MoO3/HZSM-5催化剂中MoO3的负载量(质量分数)接近15%时,MoO3在HZSM-5分子筛表面呈单层分散。采用15%MoO3/HZSM-5催化剂,在550℃、3.0MPa、重时空速3.62h-1及V(H2)∶V(C9+)=800的反应条件下,重芳烃转化率达55.94%,苯、甲苯、二甲苯(BTX)收率大于50%,BTX总选择性达90%以上。     

金属改性HZSM-5分子筛催化甲醇制芳烃反应性能研究

采用等体积超声浸渍法制备了La、Ga、Zn改性的HZSM-5分子筛,通过XRD、N2吸附-脱附、NH_3~-TPD及Py-IR表征手段对金属改性HZSM-5分子筛进行了物理化学性质表征,并进一步考察了其催化甲醇制芳烃反应性能。实验结果表明,三种金属改性均可提高产物中总芳烃含量,其中Zn改性的Zn/HZSM-5分子筛,具有最高的C_6～C_8芳烃选择性;Ga改性的Ga/HZSM-5分子筛与Zn/HZSM-5分子筛相似,但低于Zn/HZSM-5分子筛;而La改性的La/HZSM-5分子筛具有最高的C_9、C_(10)芳烃选择性。     

磷改性HZSM-5催化剂甲醇芳构化反应条件研究

在固定床微反装置上,考察了高岭土、HZSM-5催化剂和磷(P)改性HZSM-5催化剂的甲醇反应性能,并研究了反应温度和空速(改变进料量或催化剂装填量)对P改性HZSM-5催化剂甲醇芳构化(MTA)反应的影响。结果表明,P改性HZSM-5催化剂表现出更高的芳烃收率和烯烃收率。就P改性HZSM-5催化剂的MTA反应而言,高温有利于汽油中芳烃选择性的增加,但汽油收率降低,芳烃总收率则基本保持恒定,适宜的反应温度为400℃;空速增大,甲醇反应的中间产物与催化剂接触机会减少,反应深度受到抑制,汽油和芳烃收率均降低。     

Zn改性ZSM-5催化甲醇制芳烃反应动力学

采用Zn改性ZSM-5分子筛催化剂,在等温固定床反应器进行甲醇制芳烃(MTA)的动力学研究。考察了反应温度(360~430℃)、空速(WHSV)(7.8~52h~(-1))对MTA反应的影响。将MTA反应体系划分为含氧化合物、烯烃、芳烃、烷烃以及C_1五个集总,构建新的反应网络和五集总动力学模型。建立的动力学常微分方程采用Runge-Kutta法求解,用单纯形和LevenbergMarquardt最优化方法拟合得到动力学模型参数。经统计检验验证了所建模型的可靠性,计算值和实验值的对比表明:该模型能够准确地反映MTA反应主要产物分布随温度和空速的变化规律,并能体现产物间的转化。     

Al改性HZSM-5分子筛催化甲醇制烯烃反应研究

研究了Al负载HZSM-5催化剂上甲醇制烯烃反应过程。考察了Al负载量、反应温度、空速、反应时间等因素对催化效果的影响。随着Al含量的增加,Al-HZSM-5催化剂的比表面积、孔体积逐渐减小,但骨架结构没有变化,乙烯和丙烯选择性明显优于改性前的HZSM-5。Al的最佳负载质量分数为6.0%,此时低碳烯烃的选择性有最大值为69.3%;380℃为最佳反应温度,空速最佳范围在786mL/(g.h)~996mL/(g.h)。随着反应时间增长,催化剂会逐渐积碳失活。     

Effect of crystal size on the catalytic performance of HZSM-5 Zeolite in the methanol to aromatics reaction

The effect of crystal size on the lifetime and product distribution of HZSM-5 catalysts in methanol to aromatics reaction has been investigated. Increasing crystal size results in a reduction of the lifetime. Though the initial selectivity of total aromatics is approximately the same, larger crystal size favors the dealkylation reactions of polymethylbenzenes, cracking of C₅–C₉ non-aromatics and hydrogen transfer reaction, leading to different product distribution. The longer lifetime of HZSM-5 with smaller crystal size can be attributed to its larger specific surface area, pore volume and diameter and short residence time of the reaction products in the zeolite pores.     

HZSM-5沸石的改性及其对甲醇转化制丙烯反应的影响

通过对HZSM-5沸石分子筛进行磷/铈/钾的改性,并在固定床微反装置中进行甲醇转化制丙烯的反应研究,探讨了催化剂酸性对反应的影响规律。结果表明,钾离子改性能够部分减少ZSM-5沸石分子筛的强酸中心,而对弱酸中心则无明显的影响,从而大大提高了催化剂对甲醇制丙烯的反应催化性能。     

锌和钾改性HZSM-5临氢芳构化催化剂研究

以等体积浸渍法制备了Zn/HZSM-5和不同含量K改性的K-Zn/HZSM-5催化剂,采用XRD、NH3-TPD、py-IR和N2吸附-脱附等方法对所制备催化剂进行了表征,在HZSM-5催化剂中加入5%质量分数的ZnO,催化剂的总酸量略有增加,L/B酸比值增加;同时又加入不同含量的K2O,随着K2O含量的增加,催化剂的L酸量和L/B酸比值均降低,少量K2O的引入对催化剂酸性质影响较小。以正庚烷为原料考察HZSM-5催化剂以及Zn和K改性后的催化剂的临氢芳构化性能,结果表明,ZnO质量分数为5%、K2O质量分数不超过0.5%时,随着钾含量的升高,改性催化剂的芳构化率和苯、甲苯、二甲苯(BTX)的选择性大幅提高,C9+芳烃的选择性降低,Zn和K改性催化剂的活性和稳定性较好。