脉冲催化色谱研究甲苯歧化催化剂 (Ⅰ)丝光沸石催化剂上甲苯歧化动力学

本文系用脉冲他化色谱技术进行丝光沸石催化剂上甲苯歧化反应动力学的研究。假定在所用实验条件下可忽略微型反应器中的色谱分离效应,导出m级反应动力学简化式。在固定进样脉冲宽度和加宽并测定进样脉冲宽度两种条件下,此简化式可满意地关联几种丝光沸石上的甲苯歧化动力学试验,并可简便、快速地潮定动力学参数。     

在稀土改性的ZSM-5沸石催化剂上甲苯歧化选择生成对二甲苯的研究

本文研究了ZSM-5沸石催化剂用稀土元素(La~(3 )、Ce~(3 )、Pr~(3 )、Nd~(3 ))以及混合稀土浸渍改性处理后对甲苯歧化反应的催化性能。实验结果表明:上述四种稀土元素改性处理后的催化剂的甲苯转化率均随着载入量的增加而下降,而对二甲苯的选择性都有所提高。在浸渍法制备的La-ZSM-5沸石催化剂上,甲苯歧化生成对二甲苯的选择性可达80%。试验还指出,单独用磷改性的ZSM-5沸石催化剂的活性较低。再用稀土对PZSM-5催化剂改性,可使甲苯转化率从18%提高到30%。这是由于三价稀土元素可提供较多的质子酸中心。也是由于载入的磷和稀土元素对催化剂孔口和孔道尺寸有影响,从而改变了反应组份在分子筛中的扩散性质,提高了催化剂在生成对二甲苯时表现出的择形选择性。在一组用二种元素如磷-稀土、磷-镁和磷-镧改性的ZSM-5沸石催化剂中,评选出了对甲苯歧化反应具有较高活性和选择性的磷-镧改性催化剂,甲苯转化率为17%时,对二甲苯选择性可达90%左右。并且研究了反应条件对活性、选择性和反应产物的分布。在常压临氢条件下用该催化剂连续反应24小时,其活性稳定,转化率基本不变。     

不同大小晶粒的ZSM-5沸石的合成及其催化活性

ZSM-5沸石是一种高硅铝比的新型沸石分子筛.它是一种高效、多能的形状选择性(shapeselective)催化剂,可应用于异构化、烷基化、歧化、芳构化、选择性裂化及石油油品改质等一系列反应,特别在二甲苯异构化、乙烯和苯反应制取乙苯以及甲苯歧化这三个反应上更有着突出的性能^[1].     

不同胺合成DG分子筛(ZSM型)性能的研究

本文着重考察了在相同条件下用不同有机胺合成DG分子筛的物化性质和催化反应性能。实验表明,用不同胺合成的DG分子筛均为ZSM-5型分子筛。用它们制成HDG催化剂后,用于甲苯歧化、间二甲苯异构化及烷烃裂化反应时均具有择形催化性能。除二乙胺合成的DG分子筛外,其它DG分子筛用于甲苯歧化反应均具有选择地生成对二甲苯的性能;各种DG分子筛对于甲苯歧化和间二甲苯异构化反应均有抑制二甲苯歧化生成三甲苯的能力;对于正己烷和3-甲基戊烷混合物裂化反应则是优先裂解正己烷。在合成DG分子筛时,原料中SiO_2和Al_2O_3分子比不同,生成分子筛的SiO_2/Al_2O_3及物化性质和催化性能也不同。随着SiO_2/Al_2O_3降低,分子筛的憎水性能和选择吸附对二甲苯的性能降低。用于甲苯歧化反应时,催化剂活性增加,而选择性、歧化率降低。此外随着SiO_2/Al_2O_3降低,催化剂总酸度和强酸中心数目增加,另一方面DG分子筛SiO_2/Al_2O_3变化对其晶体结构特性,如骨架密度等影响不大。     

在HZSM-5分子筛催化剂上苯-乙烯烷基化合成乙苯动力学的研究

近年来,有不少关于各种沸石分子筛上苯—乙烯烷基化反应的研究报道,但动力学的研究报道不多。Becker等研究了在氢型丝光沸石上乙苯合成动力学,得到速率方程r=kP_(苯~(0.6))P_(乙烯~(0.6))。我们以本研究室制备的HZSM-5型分子筛作为催化剂进行了苯—乙烯烷基化反应动力学的研究。为有效地排除扩散影响并使催化剂上各点浓度与温度均匀,直接准确测定反应速率,实验系在磁驱动的内循环无梯度反应器中进行,得到了速率方程及动力学参数。     

在HZSM-5沸石上甲苯歧化反应的积炭过程

采用高温大空速予积炭的方法,考察了HZSM-5沸石催化剂用于甲苯歧化反应时的积炭过程。结果表明,HZSM-5沸石上的失活方程为C_T=C_(Te~(-0.0225t))。水汽处理后HZSM-5沸石的失活速率减慢,随处理时间的增加,k 值下降。用比表面,孔隙率,吸附量以及ESR的测定考察了积炭前后沸石物性的变化,认为沸石在积炭过程中,炭沉积在沸石的表面或孔道中,使沸石孔径缩小或孔道堵塞,从而物性发生变化,反应活性下降。文中分析了沸石催化剂用于甲苯歧化反应失活的原因。     

脉冲催化色谱研究甲苯歧化催化剂——Ⅱ.中毒法测定氢型丝光沸石酸中心数

用脉冲催化色谱中毒法测定并研究了氢受丝光沸石酸中心及其与甲苯歧化反应的关系。这一快速、简便的方法可提供在反应条件和反应气氛下多种与固体酸值化剂表面酸中心性质有关的信息。在测定酸中心数的同时,可获得中毒过程中剩余酸中心数与反应动力学参数间的关系。试验表明同一系列合成丝光沸石制备和交换过程中,总SiO_2/Al_2O_3和钠被交换率与酸中心数有一定关系。中毒程度不同时测得之甲苯歧化反应视活化能、用不同毒物进行中毒试验和铰型丝光沸石分解所得氢型丝光沸石酸中心数与饺交换量等结果,可能有助于进一步探讨氢型丝光沸石的酸中心性质。     

天然丝光沸石制备甲苯歧化催化剂的研究

对用浙江缙云县产天然丝光沸石制备甲苯歧化催化剂进行了研究。结果表明,沸石的粒度、添加的金属组份以及制备方法对催化剂的歧化活性和稳定性都有明显的影响。其岱石口矿制成的催化剂担载镍、鉍后,歧化性能可以达到合成丝光沸石催化剂的水平。     

大晶粒ZSM-5分子筛的合成及其催化性能的研究

ZSM-5分子筛对许多正碳离于反应有优异的择形催化性能。近年来的研究表明,ZSM-5沸石的晶粒大小对其催化活性、选择性和稳定性有显著影响。如对甲苯歧化、甲苯与甲醇的甲基化反应,大晶粒ZSM-5分子筛对生成对二甲苯有较高的选择性。对于二甲笨液相异构化反应,小晶粒ZSM-5沸石具有较高的催化活性和选择性。我们用“直接法”合成了大晶粒(34×116μ)ZSM-5沸石分子筛,比较了不同晶粒大小ZSM-5分子筛催化剂在一些反应中的催化性能。大晶粒ZSM-5分子筛系不用有机胺,直接用水玻璃、硫酸铝、硫酸为原料合成的。用光学显微镜、扫描电镜观察所得分子筛的晶粒外形和大小,取5—6个有代表性的晶粒计算其平均尺寸。用BET重量法测定分子筛对正己烷、环己烷和水的吸附量。用X—射线衍射分析样品的物相。在160—200℃温度范围内考察了晶化温度对晶粒大小的影响,所得结果如表1。     

晶种数量对MOR分子筛上烷基转移反应的影响及反应机理研究

以丝光沸石(MOR)分子筛为催化剂,甲苯与三甲苯烷基转移反应为探针反应,系统考察了晶种数量变化对分子筛物化性能和催化性能的影响。研究表明,合成过程中晶种添加量的不同会显著影响催化剂的酸性、比表面积和孔体积,进而影响其催化剂活性和稳定性。当晶种添加量为8%时,MOR分子筛具有最多的B酸含量、最大的比表面积和孔体积,同时对应的催化剂活性和稳定性也最好。本研究还对甲苯和三甲苯烷基转移反应机理进行了深入研究,结果表明,发生在MOR分子筛上的烷基转移反应通过双分子中间体机理进行,并应用实验手段捕捉到了中间体的存在,证实了双分子中间体机理的合理性,同时推导出可能的反应机理路线图。     

化学液相沉积与沸石择形催化性能

在经ＳｉＣｌ４化学液相沉积的ＨＺＳＭ－５沸石催化剂上进行了甲茉歧化、Ｃ６烷烃异构体催化裂解和邻二甲苯异构化反应，随着ＳｉＯ２沉积量增加，沸石内表面性质变化不大，而孔径逐渐缩小，甲苯歧化和邻二甲苯异构化反应的对二甲七选择性提高，Ｃ６烷烃异构体中支链烃３－甲基戊烷和２，２－二甲基丁烷的裂解反应转化率下降，实验结果表明，化学液相沉积是改善沸石催化剂对反应物物产物择形性能的一种有效方法。     

微型色谱装置测定氢型丝光沸石的活性中心

催化专业的学生在课堂上已经学过怎样来评价催化剂的优劣,什么是催化剂的活性中心,以及怎样来测量其活性中心数等基本概念.为了使同学对学过的知识有进一步的理解和巩固,我们设计了使用脉冲微型反应器(微反)对氢型丝光沸石(HM)上的甲苯歧化反应活性进行评价,用吡啶中毒法测定沸石的活性中心数的实验.在近几年的教学中收到了较好的效果.     

T-81型丝光沸石催化剂烧焦动力学的研究

考察烧焦动力学行为,寻找适宜的再生条件,对再生反应器的设计是十分必要的。已有大量的文章论述了关于硅铝型及Y型分子筛催化剂上的结焦和烧焦过程的模型,由于烧焦方式与焦在催化剂酸位上的生成方式有关,因此上述众多的模型都不能直接用于描述T-81型丝光沸石的烧焦过程。本文以Hashimoto等人提出的烧焦是烧碳和烧氢的复合反应为理论基础,研究了T-81型丝光沸石催化剂的烧焦动力学,为确定最佳反应条件和再生反应器的设计提     

用β沸石分子筛作催化剂液-固相合成丁酸戊酯的研究

用β沸石分子筛作催化剂，对正丁酸与正戊醇的液-固相酯化反应进行了研究，考察了催化剂用量、β沸石中阳离子的类型、醇酸摩尔比、反应时间、带水剂环己烷的用量和催化剂活化时间对正丁酸转化率及丁酸戊酯产率的影响，提出了无催化剂及以Al-β沸石分子筛为催化剂时的酯化反应动力学模型。     

二甲苯异构体在脱铝丝光沸石中的吸附速率和扩散系数

氢型丝光沸石(HM)对于甲苯歧化和二甲苯异构化具有催化活性,是工业上生产对二甲苯的实用催化剂.脱铝是调变沸石催化剂酸性和催化性能的方法之一.张红浪用高温蒸气处理和酸洗制备了不同硅铝比(均指摩尔比,下同)的脱铝丝光沸石(DHM),研究了脱铝对其结构、酸性和催化性能的影响.脱铝使晶胞收缩,因此进一步研究二甲苯异     

邻氯甲苯在P-HZSM-5沸石催化剂上的异构化

Olah等曾以氯化铝等作催化剂研究了邻氯甲苯的均相异构化.近年又有专利报道用氢型丝光沸石和HZSM-5沸石为催化剂使邻氯甲苯在≥20kg/cm²压力下异构化.为了有效地利用"杀草丹"生产过程中量大价廉的副产物邻氯甲苯,本文以P-HZSM-5沸石作催化剂,在常压流动微反-色谱装置上研究了邻氯甲苯的气-固相异构化反应.     

甲苯甲醇侧链烷基化反应中沸石催化剂酸碱中心的作用Ⅰ．改性的X型、X／ZSM－5型和KX型沸石催化剂

甲苯甲醇侧链烷基化反应中沸石催化剂酸碱中心的作用Ⅰ．改性的Ｘ型、Ｘ／ＺＳＭ－５型和ＫＸ型沸石催化剂李永光，畅晋英，王建平（太原工业大学化工系，太原０３００２４）关链词沸石，侧链烷基化，甲苯，甲醇甲苯甲醇烷基化反应有两种方式：在苯环上烷基化生成二甲苯；...     

气相色谱法研究H型丝光沸石对甲苯的吸附性质及其催化活性

本文用脉冲色谱技术,在接近反应条件的高温下,研究了H型丝光沸石(HM)对甲苯的吸附性质,测得了不同焙烧温度的HM对甲苯的比保留体积和吸附热。说明焙烧温度未改变HM对甲苯的吸附能量和吸附表面积,而只改变了沸石单位面积上的吸附中心数目。并从实验结果看出,焙烧温度对HM的甲苯歧化活性的影响与比保留体积随焙烧温度的变化趋势颇为相似。     

甲苯歧化和C_9芳烃烷基转移沸石催化剂的研究与开发进展(英文)

综述了Ｔａｔｏｒａｙ、ＭＴＤＰ、Ｓ－ＴＤＴ、Ｔｒａｎｓ－Ｐｌｕｓ、ＰＸ－Ｐｌｕｓ和ＭＳＴＤＰ甲苯歧化与Ｃ９芳烃烷基转移或甲苯选择性歧化工艺所用各种催化剂的开发应用情况。探讨了ＺＳＭ－５、Ｂｅｔａ、ＭＣＭ－２２、Ｏｍｅｇａ、ＳＡＰＯ及改性Ｙ等各种沸石催化甲苯歧化与Ｃ９芳烃烷基转移或甲苯选择性歧化的研究动向和最新进展。     

硅改性ZSM—5沸石分子筛的酸性,孔径和择形催化性能的研究

在不同条件下用各种硅改性剂对ＺＳＭ－５沸石分子筛进行改性，并将其用于催化乙苯歧化生成对二乙苯的反应。实验结果表明，在合适条件下用ＳｉＣｌ４对ＺＳＭ－５改性后，可以获得高性能形选催化剂。硅改性可以有效地消除催化剂外表面酸中心，并能对分子筛孔道进行微调。根据反应结果和反应物在催化剂中的扩散系数判断，当改性后催化剂的孔道半径与ＮａＺＳＭ－５沸石孔道半径相近时，其催化选择性最佳。