β沸石在烃类裂化催化剂中的应用

以固体硅胶为硅源 ,用水热法合成了 β沸石 ,并对其主要物化性质进行了表征 .将USY沸石和 β沸石按不同比例复配作为催化剂的活性组分 ,用标准轻油微反 (MAT)方法对各催化剂样品进行了评价 ,考察了 β沸石加入量对反应产物的分布、汽油产品的辛烷值及催化剂上的积炭等的影响 .将磷或稀土改性的 β沸石加入到裂化催化剂中 ,考察了不同改性方法对催化剂性能的影响 .结果表明 ,在裂化催化剂中分子筛总量保持不变的条件下 ,随着 β沸石加入量的增加 ,MAT活性指数逐渐提高 ,气体产物中i C=4 收率和汽油产品的辛烷值均提高 ,而催化剂上积炭明显下降 .当 β沸石的加入量超过一定比例后 ,气体产物中i C=4 收率明显提高 ,但催化剂的活性降低 .在 β沸石加入量相同的条件下 ,磷改性 β沸石可进一步提高催化剂的活性 ,降低积炭 ,但对汽油产品组成的影响不大     

镧改性HL沸石在烃类催化裂化催化剂中的应用

 采用离子交换和浸渍相结合的方法制备了La/HL沸石. 将不同La含量的La/HL沸石与REUSY沸石按不同比例复配后作为催化裂化催化剂的活性组分,用标准轻油微反方法(MAT)对催化剂样品进行了评价,考察了La/HL沸石添加量和La/HL沸石中的La含量对催化剂活性、反应产物分布、汽油产品辛烷值及催化剂上积炭的影响. 结果表明,在裂化催化剂中分子筛总量保持不变的条件下,当La/HL沸石加入量为催化剂总量的1%~5%时,随着La/HL沸石加入量的增加,MAT活性和汽油收率增大,比积炭下降; 当La/HL沸石加入量大于10%时,MAT活性及汽油收率随La/HL沸石加入量的增加而降低,比积炭增加. 当加入5%不同La含量的La/HL沸石时,产物中异丁烷含量增加; La/HL中的La含量低于3.5%时,产物异戊烷含量低于参比样品,但随着La含量的增加,异戊烷含量增大. 当La/HL沸石中的La含量为0.2%~0.5%时,汽油中的芳烃含量显著增加,汽油产品的辛烷值提高了1.24~2.06.     

HL/HW复合沸石对烃类催化裂化催化剂性能的影响

将不同HW沸石含量(以W及L沸石的XRD特定峰强度Iw/IL值表示HW沸石在HL/HW复合沸石中的含量)的HL/HW复合沸石与REUSY沸石按相同比例复配后作为烃类催化裂化催化剂的活性组分,采用标准轻油微反方法对催化剂进行了活性评价(MAT),考察了不同HW含量的HL/HW复合沸石对催化剂活性、反应产物分布、汽油产品辛烷值及催化剂上积炭的影响.结果表明,当,Iw/IL值在0～0.12变化时,MAT指数和汽油收率逐渐上升,比积炭逐渐减少,气体收率先减后增;当Iw/IL值大于0.12时,MAT指数、气体收率和汽油收率均下降,比积炭总体呈增加趋势;当Iw/IL值为0.12时,评价的综合指标达到最佳,与不加HL及HW沸石的参比样品相比,汽油产品的芳烃含量和辛烷值分别提高了9.85%和3.01%,烯烃含量下降了1.30%.     

稀土改性L沸石在烃类催化裂化催化剂中的应用

采用离子交换的方法制备了一系列复合稀土（含La及Ce）质量分数不同的稀土改性超稳L沸石（RE-USL）,以RE USL沸石替代质量分数为5%的REUSY作为催化裂化催化剂的活性组分,用标准轻油微反活性试验（MAT）评价了其催化性能,并同单一稀土元素改性USL沸石进行了对比。结果表明,一定量的复合稀土改性USL沸石的催化性能优于单一稀土（La或Ce）改性的USL沸石,在催化裂化催化剂中加入稀土改性USL沸石,可以降低汽油产品的烯烃质量分数;可以提高汽油的辛烷值。当复合稀土在RE USL沸石中的质量分数为0.4%左右时, 与不加稀土改性USL沸石催化剂相比较,催化剂的活性指数MAT提高3.6个单位,烯烃质量分数降低1.57个单位,研究法辛烷值（RON）提高2.08个单位,产品分布更合理。     

在改性Hβ沸石催化剂上FCC汽油的加氢改质

采用Hβ沸石为载体，以Ni为主剂，分别以P、Mg、La为助剂合成了FCC汽油加氢改质双功能催化剂。考察了采用不同热处理方式脱模板剂对Naβ沸石载体的影响，以及助剂种类和助剂含量对双功能催化剂性能的影响。结果表明，采用阶段焙烧法脱模板剂可以有效的抑制分子筛脱铝，更好的保持分子筛原始结晶态和比表面积；在FCC汽油加氢改质反应中，加入0.25％磷改性后的Ni-P/β催化剂，有效的降低了汽油中的烯烃含量，使烯烃转化率达到65％，并保证汽油的辛烷值基本不降低。     

Cr改性USY分子筛提高裂化催化剂的异构化性能

在催化裂化过程中,烷烃分子在酸性催化剂表面进行一系列的反应,其中氢转移反应能导致汽油中的烯烃质量分数降低,而异构化、环化、芳构化反应则改善裂化产品的分布,对提高裂化汽油的辛烷值有明显的效果。为了解决我国裂化汽油中烯烃质量分数过高的问题,目前大多数催化裂化装置都采用了降烯烃裂化催化剂,以氢转移反应活性高的REUSY分子筛作为裂化催化剂的活性组分。但由于REUSY分子筛的异构化活性较低,因此裂化汽油的辛烷值有所下降,需要对裂化汽油进行加氢异构化处理。若直接对裂化催化剂进行改性,提高其异构化反应活性,     

不同硅铝比β沸石的理化性质及烃类催化裂化活性

采用润湿态固相转化方法按照投料硅铝摩尔比(n(SiO2)/n(Al2O3))分别为30、60、150、300、500和纯硅时合成了β沸石, 化学法和X射线荧光(XRF)测定产物的硅铝比和反应初始凝胶基本一致. 利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、氨程序升温脱附(NH3-TPD)和低温N2吸附对系列样品的物相、水热稳定性、晶体形貌、酸性以及表面积和孔体积做了系统的表征. 并将该系列样品作为活性组分添加剂, 以高岭土为基质分别制备烃类裂化催化剂, 对其催化裂化性能进行了评价. 结果表明, 不同硅铝比β沸石添加到裂化催化剂均可以提高其裂化活性, 改善催化剂的抗积炭性能, 硅铝比为150的β沸石催化剂在保持较高裂化活性的前提下, 汽油收率最高, 抗积炭性能也较好, 是优选的裂化催化材料.     

改性对β沸石表面酸性及丙烯水合醚化反应性能的影响

采用浸渍法和离子交换法，制备出一系列改性β沸石催化剂，考察了改性剂对β沸石表面酸性及丙烯水合醚化反应性能的影响。结果表明：硼、锌、铝改性可以提高β沸石的L酸中心，磷、镧、铈改性后β沸石的B酸中心增加。催化剂的B酸和L酸中心与丙烯转化率和异丙醚选择性之间存在着一定的对应关系：B酸量增加有利于提高丙烯转化率，L酸量增加有利于提高异丙醚的选择性。合适的B／L酸比例是催化剂同时具有高活性和高异丙醚选择性的关键。     

P改性β沸石的制备及其催化C9芳烃与丙烯的烷基化反应性能研究

利用浸渍法对β沸石进行磷改性,制备了不同磷负载量的改性β沸石催化剂。采用XRD、SEM、EDX、MAS NMR、Py-FTIR、N₂吸附-脱附和NH₃-TPD手段对催化剂样品进行了表征,并且研究了改性β沸石在催化C₉芳烃与丙烯烷基化反应中的性能。结果表明,β沸石经磷改性后,其形貌和晶体结构没有发生明显变化。然而,随着磷添加量的增加,β沸石的比表面积和表面硅铝质量比逐渐减小;磷与β沸石相互作用,改变了催化剂酸强度分布。β沸石上磷的负载量显著影响C₉芳烃烷基化反应结果。与未改性的β沸石相比,β-0.5P催化剂烷基化反应活性明显提高,烷基化反应产物中C₁₂₊重芳烃的比例达到17%,m_1,3,5-TMB/m_C9值增加了5.3%,连续反应10 h,活性稳定;然而,当磷负载量过高,催化剂烷基化活性降低,异构化和歧化反应性能增强。     

水热处理对纳米HZSM－5沸石酸性质及其降低汽油烯烃性能的影响

 采用水蒸气和碱性氨水蒸气在500℃下对纳米HZSM－5沸石催化剂进行了水热处理改性，并用XRD，IR，NH3－TPD和XRF对催化剂进行了表征．以降低FCC汽油（≤70℃馏分）烯烃含量为探针反应，考察了不同水热处理介质对催化剂酸性质和催化性能的影响．结果表明，经不同介质水热处理后，纳米HZSM－5沸石中约10％的Al2O3被脱除，总酸量降低，导致积炭失活的强酸中心明显减少；不同水热处理介质对催化剂的总酸量没有明显影响，而对酸中心类型分布的影响较大．水热处理改性使催化剂活性的稳定性明显改善，初始活性降低．同时，水热处理改性降低了催化剂对芳构化反应的催化活性，提高了对异构化反应的催化活性．采用氨水（0．5mol／L）蒸气处理的纳米HZSM－5催化剂其降烯烃催化活性更为稳定．在给定的反应条件下，FCC汽油的烯烃含量（φ）由65．9％降低到约26％，产物中烯烃、芳烃（主要是C7～C9芳烃）和烷烃含量分别保持在25％，19％和55％左右，辛烷值基本不变．     

硼改性Hβ-沸石上FCC轻汽油的醚化反应性能

研究了β－沸石对FCC轻汽油醚化反应的催化性能，考察了硼改性对Hβ－沸石的催化性能及表面酸性的影响，并用NH3－TPD和IR表征了改性后Hβ－沸石的表面酸性。实验结果表明，适量硼改性改善了催化剂的性能，提高了醚化反应活性；调变了催化剂的表面酸性，使得催化剂上弱酸中心的强度有所增加，强酸中心的强度略有下降，总酸量增加，且以L酸为主，L酸中心有利行醚化反应。     

Na~ 沸石上烃类自由基催化裂解的考察及其应用的探索

本文对多种Na~ 沸石上正庚烷裂解进行了考察。发现在所考察的沸石上正庚烷裂解都是按类自由基机理进行的,并且Na~ 沸石上裂化活性随反应时间的增长下降得比酸性催化剂慢。实验结果还表明,这些沸石上正庚烷自由基裂解活性随沸石的硅铝比增加而降低,即裂解活性与沸石中Na~ 含量有关。似乎这类沸石结构上钠离子代表着沸石产生自由基的能力,它可能就是这类反应的活性中心。另外,随着硅铝比的增大,Na~ 沸石活性虽然减弱,但裂解产品分布特征,却愈趋近典型自由基热裂化,很可能在Na~ 沸石裂解过程中,实质上既存在类自由基裂解,也同时存在典型自由基热裂解。用重质油为原料在NaY沸石上进行了探索性试验,发现在裂解产物中,有可能得到较多的柴油馏分,而产品中的汽油部分,在常压非临氢条件下在HzSM-5上改质后,其辛烷值能得到大幅度的提高。     

活性基质在降烯烃渣油裂化催化剂中的应用

研究了渣油裂化催化剂的基质改性对催化剂性能的影响。结果表明，经高温及酸处理后，高岭土的孔容、比表面及其表面酸性明显增加；对拟薄水铝石进行磷改性，可增加氧化铝的表面酸性中心数目，降低酸强度。用改性的高岭土和氧化铝作为降烯烃渣油裂化催化剂的活性基质，可提高催化剂的渣油裂化及氢转移、异构化活性，并减少催化剂上的积碳。     

改性纳米ZSM-5催化剂上正辛烷转化反应的研究

以纳米晶粒HZSM-5(20~50 nm)沸石为活性组分, 用碱性介质水热处理、 负载混合稀土和ZnO(或GaO)组合改性方法对纳米HZSM 5分子筛进行改性, 并用TEM， XRF， IR及XRD等手段对催化剂进行表征. 以正辛烷的芳构化和异构化为模型反应, 研究了改性纳米ZSM 5催化剂总酸和酸强度分布、 L/B酸位比例对正辛烷异构化和芳构化反应性能的影响以及催化剂酸强度、 L/B酸位比例与催化剂稳定性和积炭的关系. 结果表明, 碱性介质水热处理和混合稀土改性后, 总酸量减少和酸强度降低导致纳米HZSM-5催化剂的芳构化活性减弱, 异构化活性增强, 稳定性明显提高. 在碱性介质水热处理和负载混合稀土改性的基础上, 再负载适量氧化锌(或氧化镓)改性的催化剂， 总酸量增加, 强酸中心数量减少, B酸略有减少, 而L酸明显增加, L/B酸位比值增加. L酸中心和B酸中心的协同作用和较合适的L/B(1.4~1.7)比值使改性的纳米ZSM-5催化剂保持了较强的和稳定的芳构化和异构化活性, 催化剂积炭失活速率降低. 芳烃和异构烷烃产率分别达到约50%和30%, 高辛烷值的烷基芳烃(C7~C9)和异构烷烃(C4~C6)的选择性分别达到84%和80%.     

汽油芳构化降烯烃ZSM-5型催化剂的研究

通过催化剂表征和小型固定床反应发现，减小沸石晶粒度和提高沸石表面L酸B酸比值，或者适当采用高氢油比，可以提高ZSM-5沸石在汽油芳构化降烯烃反应中的活性稳定性．而适当提高反应温度及减小汽油进料空速则可以提高汽油中烯烃的芳构化程度．连续300h的小试运转表明，FCC和DCC汽油中的烯烃在一种晶粒度为20～50纳米的改性纳米ZSM-5沸石上可有效地转化为芳烃，降烯烃幅度达20个体积百分点以上，改质后汽油的辛烷值、组成和沸程等指标均满足新国标要求．     

添加β沸石的烃类裂化催化剂性能研究

采用固体硅源、铝源和四乙基氢氧化铵（TEAOH）在极浓体系中成功合成了硅铝摩尔比（SiO₂/Al₂O₃）分别为30和150的β沸石。同时用硅铝摩尔比为30的β沸石为原料,在70℃下采用草酸脱铝制备了硅铝摩尔比接近150的样品。直接合成或经脱铝改性的β沸石采用XRD、SEM、吡啶吸附红外光谱和N2吸附对其晶相、酸性、比表面积和孔体积进行了表征。将三种β沸石分别作为烃类裂化催化剂的活性组分添加剂,对其催化剂的性能进行了评价。结果表明,三种β沸石的引入都可以提高裂化催化剂的活性和改善产品分布,低硅β沸石催化剂能改善催化剂的异构化反应性能和提高乙烯、丙烯的选择性,高硅β沸石或脱铝β沸石催化剂有利于裂化汽油中烯烃的芳构化和C4烯烃产率的提高,并可减少结焦。     

β沸石催化苯酚甲基化反应

研究了氢型β沸石和改性β沸石对苯酚－甲醇烷基化反应的催化性能。发现β沸艇下的反应网络与复合氧化物基本相同。沸石的酸碱性影响反应的活性和选择性；提高沸石硅铝比，反应活性降低，氧上烷基化反应的选择性提高。β沸石改性调变酸性后，可有效地抑制甲醇高温分解和生成积炭等副反应；酸碱中心的协同作用，降低了氧上烷基化反应的选择性。     

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。     

化学改性对催化裂化催化剂氢转移性能的影响

 研究了用草酸处理裂化催化剂的活性组分USY型分子筛以及在催化剂基质中添加磷改性的氧化铝等方法对裂化催化剂氢转移反应活性的影响. 实验结果表明,酸处理能脱除USY型分子筛孔道中的无定形氧化铝,疏通分子筛孔道,提高分子筛的氢转移反应活性,减少积碳; 对于含稀土的REUSY型分子筛,酸处理首先脱除的是稀土离子,降低了分子筛的裂化反应活性,但提高了氢转移反应活性. 在催化剂基质中添加磷改性的氧化铝能增加基质的弱酸性中心,增加裂化反应的活性中心,提高催化剂的裂化及氢转移反应活性,同时减少催化剂上的积碳.     

改性纳米ZSM－5催化剂脱除汽油中烯烃的性能

 在考察ZSM－5沸石晶粒大小对脱除汽油中烯烃的影响的基础上，用纳米ZSM－5沸石作为活性组分负载Co－Mo氧化物制备了改性纳米ZSM－5沸石催化剂，并用XRF，NH3－TPD和TEM等方法对催化剂进行了表征．以脱除DCC汽油中的烯烃为探针反应，临氢条件下，在固定床反应器上对催化剂脱除烯烃的性能进行了评价，考察了反应温度、压力、质量空速和氢／油比对催化剂脱除烯烃性能的影响．结果表明，由于纳米ZSM－5沸石具有晶粒小、微孔短、扩散路程短以及表面酸中心数量多等特点，因而表现出较高的催化活性和较强的抗积碳性能．在V（H2）／V（oil）＝300，WHSV＝3h－1，p（H2）＝3．0MPa和θ＝350℃的适宜条件下，DCC汽油中烯烃的含量由60．7％下降到40％左右，芳烃和烷烃的含量增加；在脱除烯烃的同时可维持汽油的辛烷值不降低．催化剂连续运行1000h以上，其脱除烯烃的性能稳定．