甲醇转化制丙烯ZSM-5分子筛催化剂的磷改性研究

为提升甲醇转化制丙烯(MTP)催化剂活性,采用等体积浸渍法对ZSM-5分子筛催化剂进行磷改性,考察了分子筛先磷改性再成型和分子筛先成型再磷改性两种改性工艺对MTP催化剂催化性能的影响.采用堆密度分析仪、ICP-OES和NH3-TPD等对催化剂进行了表征.结果表明,磷改性可以调变催化剂的酸性质,主要降低强酸中心的酸密度,...     

分子筛晶粒大小及磷改性对ZSM-5催化甲醇转化制丙烯的影响

 采用水热法合成了晶粒大小分别为5、1和0.25 ?m的3种ZSM-5分子筛样品,并对0.25 ?m 粒径的ZSM-5分子筛进行磷改性。采用SEM、NH3-TPD和TGA等技术对它们进行了表征,并将它们作为催化剂用于甲醇转化制丙烯反应,考察了ZSM-5分子筛晶粒大小和磷改性对催化剂活性和稳定性的影响。结果表明,尽管3种晶粒尺寸的分子筛具有相近的表面酸性,但小晶粒的ZSM-5分子筛(粒径0.25 μm)具有微孔短、外比表面积大和孔口多的特点,表现出较高的丙烯收率和较好的稳定性。适量的磷改性可显著提高小晶粒ZSM-5分子筛催化剂的活性和稳定性。在常压、甲醇空速(WHSV)为3 h-1和温度为500 ℃的反应条件下,丙烯的初始收率达48％以上,维持在45％以上的时间长达100 h以上。     

原料中的NH_3含量对甲醇制丙烯催化剂性能的影响

在连续流动固定床微型反应器中,对甲醇制丙烯的ZSM-5分子筛催化剂的性能进行了评价,并采用XRD、吡啶吸附-FTIR和TG等方法对反应后的催化剂进行了表征,考察了原料中的NH3含量对催化剂性能的影响,同时考察了NH3含量与催化剂寿命和甲醇转化率的关系。实验结果表明,在催化剂装填量10 g、常压、480℃、甲醇重时空速1.0 h-1、水与甲醇的质量比0.69的反应条件下,NH3的存在对ZSM-5分子筛催化剂的晶型结构没有影响,但对酸性影响较大;随NH3含量的增加,尤其是当NH3含量大于0.010%(w)时,催化剂的积碳量显著降低,催化剂的寿命大幅缩短。     

MgO用量对其改性ZSM-5结构及其催化甲醇转化制丙烯、丁烯反应性能的影响

低温水热晶化法制备了SiO_2/Al_2O_3物质的量比为100的纳米ZSM-5分子筛团聚体,采用MgO对其进行改性。考察了MgO用量对ZSM-5分子筛物化性能的影响,并研究了改性前后分子筛在530℃、水热处理17h后物化性能变化对其催化甲醇转化制丙烯与丁烯反应性能的影响。在产品中体相Mg/Al物质的量比为0.05~0.14的范围内,MgO高度分散在ZSM-5分子筛中。镁改性后ZSM-5分子筛的SiO_2/Al_2O_3物质的量比基本不变,随着MgO用量的增加,ZSM-5分子筛负载的MgO量越高,但与向体系中加入的MgO偏差越大。镁改性样品的结构参数变化主要体现在外比表面积和介孔体积略有增加。NH_3-TPD结果表明,未改性的ZSM-5,弱酸及强酸所占的比例都接近50%,MgO改性后,弱酸性位点所占比例增加,强酸性位点所占比例减少。吡啶红外结果表明,与未改性样品相比,改性后样品的弱、中等、强L酸量均有所增加。Mg/Al物质的量比为0.07样品具有较多的中等强度B酸中心,其丙烯与丁烯选择性最高;未改性ZSM-5分子筛具有较多中等以上强B酸位及较高B/L,其寿命最长。     

甲醇转化制烯烃技术的新进展

从分子筛催化剂和工艺(包括UOP公司的甲醇制烯烃(MTO)技术、Lurg i公司的甲醇制丙烯(MTP)技术、ExxonM ob il公司提出的含氧化合物制烯烃(OTO)技术)两方面综述了近年来国外一些大公司在甲醇转化制烯烃方面的研究进展,分析了未来可能的发展动向。     

甲醇制低碳烯烃催化剂的制备与改性

合成了ZSM-5分子筛,对其进行改性制备了HZSM-5和Ca/HZSM-5催化剂,并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线能谱、傅里叶变换红外光谱和吡啶-程序升温脱附方法对催化剂进行了表征。以氮气为载气,在常压、500℃的反应条件下,在连续流动固定床反应器上考察了HZSM-5和Ca/HZSM-5催化剂对甲醇制低碳烯烃反应的催化性能。表征结果显示,Ca/HZSM-5与HZSM-5催化剂相比,酸强度降低,B酸中心数量减少,L酸中心数量增加;评价结果显示,Ca改性后Ca/HZSM-5催化剂的稳定性与转化产物中低碳烯烃的总选择性均显著提高,丙烯选择性由Ca改性前的30%提高到40%。结合催化剂的表征与评价结果,探讨了催化剂酸强度及其分布与催化剂稳定性和甲醇转化产物分布的关系。     

甲醇转化制丙烯催化剂的制备方法

本发明涉及一种甲醇转化制丙烯催化剂的制备方法，主要解决以往技术中存在目的产物丙烯收率低、P／E比（丙烯／乙烯质量比）低和水热稳定性差的问题。本发明通过采用将硅铝摩尔比SiO2／Al2O3为20—1000的ZSM-5分子筛与粘合剂混合成型后焙烧，在温度为20℃-100℃，0．1—3摩尔／1铵溶液或0．1—8．5摩尔／1酸溶液下进行交换，     

C_4烯烃转化制丙烯催化剂稳定性考察

以长期评价-再生为一个运行周期,在固定床反应器中于520℃且有水的条件下,考察了用于C4烯烃转化制丙烯的ZSM-5催化剂的稳定性,并采用NH3-TPD方法表征了催化剂的总酸量,研究了催化剂的性能与其酸量的关系。实验结果表明,除在第1运行周期中,C4烯烃转化率随反应时间的延长而降低外,从第2运行周期开始,C4烯烃转化率和丙烯收率几乎不随反应时间而变化;经过累积4 000 h的评价后,C4烯烃转化率约为65%,丙烯收率大于30%。结合NH3-TPD表征结果发现,C4烯烃转化制丙烯的反应可在较低催化剂酸量下进行,催化剂的酸性或酸分布影响C4烯烃转化率和乙烯收率;当C4烯烃转化率高时,丙烯收率与催化剂的酸量关系不密切,但C4烯烃转化率低时,丙烯收率降低。     

由甲醇转化制丙烯的方法

本发明涉及一种由甲醇转化制丙烯的方法，主要解决现有技术中存在目的产物丙烯收率低，P／E比（丙烯与乙烯质量比）低、催化剂水热稳定性差等问题。本发明方法以甲醇为原料，水为稀释剂，反应压力为0．01—0．1MVa，甲醇液相重时空速0．5—10小时^-1，     

丙烯中微量甲醇脱除方法的研究

将ＭＴＢＥ工艺中分子筛脱除甲醇的技术运用到脱除丙烯中所含的微量甲醇。通过理论分析及实验证明，４Ａ分子筛可作为脱除丙烯中微量甲醇的吸附剂，同时对两种４Ａ分子筛脱除甲醇的效果进行了比较试验。     

甲醇催化脱水制丙烯反应器的研究进展

甲醇制丙烯的基础研究和反应器开发取得了很大进展,几种热门的甲醇制烯烃反应器类型已经实现了工业化。总结了甲醇在ZSM-5分子筛催化作用下的反应特征,评述了当前研究比较突出的几种甲醇制烯烃工艺所采用的反应器类型,特别是多级绝热固定床、流化床、移动床反应器;分析了Lurgi公司多段绝热反应器的主要问题,即催化剂颗粒内扩散严重和烯烃停留时间过长,并由此提出了应用于甲醇制丙烃过程的结构化反应器和自热式反应器。     

甲醇制丙烯反应的热力学研究

对基于ZSM-5分子筛催化剂的甲醇制丙烯反应体系进行了热力学分析,计算了不同温度下各反应的反应焓变、吉布斯自由能变和反应平衡常数,采用最小自由能法计算了C2～6烯烃的热力学平衡组成。计算结果表明,烯烃甲基化反应为放热反应,烯烃裂化反应为吸热反应,甲醇生成丙烯反应的放热量约为30 kJ/mol;烯烃甲基化可视为不可逆反应,烯烃裂化为可逆反应。不同甲醇分压下均存在最佳反应温度,使丙烯平衡组成最高,平衡质量分数接近40%。采用小孔分子筛催化剂可有效提高丙烯平衡组成。     

低温合成HZSM-5分子筛上甲醇制丙烯反应性能

分别在不同温度下(180℃和120℃)水热合成了HZSM-5分子筛,并采用x射线衍射、扫描电子显微镜、N2低温物理吸附方法对分子筛进行了表征。表征结果显示,低温合成的分子筛晶粒较小,表面粗糙且有微晶晶粒;其比表面积、孔容和孔直径均较高温合成样品大。在常压、440℃以及甲醇质量空速为4.0h-1反应条件下,在固定床反应器上考察了HZSM-5分子筛的甲醇制丙烯(MTP)反应性能。评价结果表明,低温合成的HZSM-5分子筛用于MTP反应具有高的丙烯选择性(45.85%)和丙烯/乙烯质量比(4.08)。     

酸性及孔结构调变对IM-5分子筛催化MTP反应稳定性的影响

分别采用复合酸(氟硅酸、硫酸)、四乙基氢氧化铵(TEAOH)溶液后处理方法对母体IM 5分子筛进行酸性和孔结构调变。通过XRD、N2吸附-脱附、NH3-TPD和 29Si、27Al MAS NMR等手段表征改性IM-5分子筛的物化性能。结果发现,复合酸处理可以增加分子筛硅/铝摩尔比,且增加程度随氟硅酸质量的增加而增加;随着TEAOH处理时间的增加,分子筛的相对结晶度和孔结构参数均有一定程度提升。在反应温度480 ℃、反应压力0.1 MPa、甲醇与水质量比1/1、甲醇质量空速1.5 h-1的条件下,考察了酸性及孔结构调变IM-5分子筛的甲醇制丙烯(MTP)催化性能。结果表明,酸性调变可以将母体IM-5分子筛的寿命由3 h提高到19 h,且随着硅/铝摩尔比增加,丙烯收率不断增加,乙烯收率不断降低。而TEAOH后处理又可以继续将分子筛寿命提高至102 h,随着TEAOH处理时间增加,丙烯收率变化不明显,而乙烯收率不断增加。     

催化裂化反应中丁烯的生成与转化规律

分析了催化裂化反应条件下丁烯的生成与转化机理,得出丁烯的来源主要为大分子烃类的裂化,而生成的丁烯又可发生异构化反应、裂化反应和二聚反应等二次反应,转化成乙烯、丙烯、轻质芳烃等产物。在此基础上,分别从催化剂孔道尺寸、催化剂酸性、反应温度、烃分压和重时空速等方面探讨了影响催化裂化过程中丁烯产率的因素,预测催化裂化多产丁烯的基本条件为:合适的催化剂孔道尺寸、采用ZSM-5等择形分子筛作为催化剂的活性组分、较高的反应温度、较低的烃分压和合适的反应时间,为研究多产丁烯的催化裂化工艺提供依据。     

Highly Selective Conversion of Olefin Components in FCC Gasoline to Propylene in Monolithic Catalytic Reactors

1 Introduction Monolithic reactors have found applications in industrial cata- lytic processes[1]. One of such successful examples is its ap- plication as the mobile exhaust cleaning catalysts installed on thousands of vehicles. The reduction of SOx and NOx from a fixed source is another commercial application. Recently, monolithic catalysts and reactors as an interesting technol- ogy applied in multiphase catalytic processes have been at- tracting more attention[2]. Some chemical and refini…