全氢菲在分子筛催化剂上环烷环开环反应的研究

在小型固定流化床(FFB)装置上考察了Y与ZSM-5分子筛催化剂以及Y分子筛催化剂上温度、剂油比对全氢菲裂化环烷环开环反应的影响。结果表明,全氢菲在分子筛催化剂上通过环烷环开环反应生成环己烷、十氢萘等单环或双环环烷烃;单环或双环环烷烃进一步侧链断裂生成2-甲基戊烷、甲基己烷等异构烷烃等,异构化生成二甲基环戊烷、甲乙基环戊烷等烷基环戊烷,氢转移生成苯、甲苯、二甲苯等烷基苯,进行深度氢转移反应生成萘、烷基萘等双环芳烃;另外,全氢菲也会通过脱氢缩合生成菲、芘等三环以上芳烃甚至焦炭等。由于扩散和吸附性能的影响,其裂化开环反应的选择性在Y分子筛催化剂上比在ZSM-5分子筛催化剂上高。因此,全氢菲环烷环开环与脱氢缩合反应的相对比例(s(NRO)/s(DHC))在Y分子筛催化剂上较高;在Y分子筛催化剂上,温度为475~550 ℃、剂油比为3.0~9.0,反应温度升高或者剂油比增加,双分子氢转移以及脱氢缩合反应增强,导致环烷环开环反应产物选择性降低。     

十氢萘选择性开环反应的研究进展

本文介绍了顺式和反式十氢萘的分子结构和反应特性,系统分析了十氢萘在不同催化体系下选择性开环的反应机理,包括在单功能酸性催化剂上的碳正离子机理,在单功能金属催化剂上的氢解反应机理以及基于酸性-金属双功能催化剂的双功能开环反应机理。总结了反应温度、载体酸性和分子筛孔径等工艺条件对十氢萘选择性开环反应性能的影响。最后提出了当前研究存在的不足之处,展望了亟需开展的研究课题。     

十氢萘在酸性催化剂上的反应路径及生焦研究

采用小型固定流化床装置（ACE Model C）,研究了在反应温度460-540℃下,模型化合物十氢萘在Y分子筛催化剂上的裂化反应路径及生焦机理。结果表明,十氢萘裂化的初始阶段,H+进攻十氢萘上与叔碳原子相连的C-H键和C-C键形成非经典五配位叔正碳离子是其最主要的引发反应;十氢萘裂化产物主要是丙烯、丙烷、异丁烷、异戊烷、甲基环戊烷、甲苯、二甲基苯等;产物的收率在催化剂上由大到小为,非芳烃、单环芳烃、双环芳烃;十氢萘催化生焦的机理是碳正离子机理,随反应温度和分子筛酸量的升高,双分子氢转移以及脱氢缩合能力增强,焦炭产率和转化率也随之升高。     

四氢萘的加氢与选择性开环

对环境的越来越多的关注，直接导致了燃料油的标准变得越来越严格．柴油中太高含量的芳香烃（尤其是多环芳烃）将导致其密度增大，颜色变暗，尾气中颗粒含量上升，燃烧性能下降．通过传统的深度加氢装置使芳香烃达到饱和也不能有效的提高十六烷值（因为深度加氢的产物-环烷烃同样具有较低的十六烷值）．而环烷烃的开环产物（烷基苯、烷基环己烷、烷基环戊烷、烷烃等）却具有相对较高的十六烷值，这就使得芳香烃饱和加氢后所得环烷烃的进一步开环变得重要起来。     

多级孔Ni/SAPO-5萘加氢制十氢萘催化剂

以CTAB为改性剂,制备了多级孔SAPO-5-x(x为CTAB与SiO_2的摩尔比,x=0.04~0.10)分子筛和多级孔Ni/SAPO-5-x萘加氢制十氢萘催化剂.加入CTAB后形成了微-介孔多级孔孔道结构,孔容和平均孔径均有增加,但是分子筛的晶相结构没有破坏,层状的外貌没有变化.随x值的增大,SAPO-5-x(x=0~0.10)的孔容和平均孔径先增加后减小,SAPO-5-0.07的最大,Ni/SAPO-5-0.07的平均孔径进一步增大;Ni/SAPO-5-x(x=0~0.10)的强酸位强度先下降后增加,x=0.07时强酸位强度最弱,且以L酸中心为主;催化剂的十氢萘选择性先增大后减小,x=0.07时最大.引入CTAB后催化剂活性略有增加,萘转化率接近100%,十氢萘的选择性可以达到95%以上.     

Ni/γ-Al2O3催化剂上萘加氢生成十氢萘的催化反应研究

采用Ni/Al₂O₃催化剂,在高压固定床反应器中考察了反应温度、压力、空速和氢油体积比比等因素对萘饱和加氢反应行为的影响,尤其是反应条件对反式十氢萘和顺式十氢萘选择性的影响。研究表明,反式十氢萘和顺式十氢萘的选择性与反应操作条件密切相关;反式十氢萘与顺式十氢萘的比例随着氢油比和温度的升高而增加,而随着压力和空速的增加而减小。在反应温度260-290℃、反应压力为5-7 MPa、空速为1-1.5 h^-1及氢油体积比大于250时,十氢萘的选择性最高可达99%以上,萘的转化率接近100%,产物中反式和顺式十氢萘的比例最高,可达4.0左右。对Ni/γ-Al₂O₃催化剂稳定性进行了考察,初步发现催化活性组分的烧结或流失是催化剂失活和影响产物中反式十氢萘和顺式十氢萘比例的主要原因。     

不同结晶度的WO3负载Pt低温催化萘加氢合成十氢萘

不同温度下直接煅烧偏钨酸铵制备了晶化程度不同的两种氧化钨(WO_3-500和WO_3-900),通过XRD、SEM、TEM、XPS、H_2-TPR和NH_3-TPD手段对WO_3载体负载Pt前后的物化性质进行了系统的表征,低温反应条件下研究了不同氧化钨负载Pt对萘加氢的催化性能。与WO_3-900载体相比,低温煅烧得到具有较低的结晶程度,载体中大量的W~(5+)物种和负载的Pt具有强的相互作用,并显示出较强的酸性。在低的反应温度下(70℃),Pt/WO_3-500催化剂对萘加氢合成十氢萘具有优异的催化性能,萘的转化率和十氢萘的选择性均达到100%;在Pt/WO_3-900催化下萘的转化率和十氢萘的选择性仅为26.7%和1.7%。结合催化剂的表征和催化反应结果,揭示了氧化钨中的氧缺陷位是提升Pt/WO_3催化性能的关键因素,对设计高效的WO_3负载Pt催化剂催化萘合成十氢萘提供了一定的理论指导。     

四氢萘在Mo-Ni/USY双功能催化剂上加氢裂化反应动力学的研究

在活性趋于稳定的Mo-Ni／USY双功能催化剂上，利用连续流动微反－色谱装置，进行了四氢萘加氢裂化反应动力学的研究，在320－400℃、4．5－8．5MPa反应条件下，考察其反应产物分布，建立了四氢萘加氢裂化反应动力模型，计算了反应网络中各步的反应速率常数和活化能，并讨论了反应网络的主线和反应条件对主线的影响。结果表明，Mo-Ni／USY双功能催化剂具有较高的裂化和异构化活性，低温、高压有利于加氢、高温、低压有利于裂化和异构。     

四氢萘在两种改性Y沸石为担体的Mo—Ni催化剂上的加氢裂化

在两种改性Y分子筛为担体的Mo-Ni催化剂上,利用连续流动微型反应装置,在320－380℃、8.5MPa的反应条件下,对四氢萘加氢裂化反应进行了研究。根据产品分布提出了四氢萘加氢裂化反应网络。用非线性参数估计法对甲氢萘加氢裂化反应网络的拟一级动力学常数进行了计算,结果表明：四氢萘加氢裂化反应是复杂的平行－串联反应（包括加氢、异构、裂化）。四氢萘加氢裂化反庆的关键步骤和双环化合物裂解的转化率以及单环化合物的产率与两种催化剂担体的酸性及反应温度有关。四氢萘 加氢裂化反应动力学符合Langmuir-Hinshellwood 双位机理。     

十氢萘气相氧化裂解制低碳烯烃的研究

十氢萘气相氧化裂解（GOC）与传统的热裂解工艺相比,O2的存在降低了十氢萘GOC反应的活化能,使反应在较低温度下具有高的反应性能;O2同时起到消除积炭的作用,提高体系的抗积炭能力。十氢萘GOC反应在较低温度下即可获得较高的液体收率;高温下由于十氢萘裂解深度较高,低碳烯烃收率可高于液体收率,在所得的液体中,芳烃,尤其是BTX（苯、甲苯和二甲苯）占主要部分。十氢萘GOC反应制备低碳烯烃的适宜反应条件为,700℃~800℃,停留<0.4s,烷氧摩尔比0.3~0.5,空气可代替纯氧进料。800℃,烷氧摩尔比0.5,停留0.4s,可获得37％左右的低碳烯烃收率和50%左右的液体收率（BTX收率为29％）。     

Catalytic cracking of C5+ gasoline over hy zeolite

The catalytic conversion of a C5+ natural gasoline over the HY zeolite has been studied. The results show the formation of C2, C3 and C4 hydrocarbons with an apparent activation energy of ca. 39 kJ mol^-1. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

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。     

Hydrogen production by conversion of methane over nickel-supported USY-type zeolite catalysts

Hydrogen production by conversion of methane over Ni-supported zeolite catalysts was investigated, and Ni-supported USY-type zeolite (Si/Al₂ = 14.0, 360) was found to have longer catalytic lifetime than Ni-supported silica (Cab-O-Sil) catalyst, which had been reported to have the longest catalytic lifetime for this reaction.     

ZSM-5/Y复合分子筛在烃类催化裂化催化剂中的应用研究

以大庆减压蜡油为原料，考察了水热脱铝ZSM-5/Y复合分子筛的催化裂化性能，并与经同样条件水热脱铝的ZSM-5和Y型沸石的机械混合分子筛进行了对比研究。结果表明，与机械混合样品相比，复合分子筛具有较大的柴油产率和气体产率，汽油产率降低。从复合分子筛结构和ZSM-5的择形催化两方面分析了复合分子筛和机械混合分子筛裂化性能差别的原因。复合分子筛的聚集体结构不利于大分子进入分子筛结构中进行裂化，有利于汽油组分的裂化。气体数据分析支持了复合分子筛的结构特点。     

Cyclohexane transformations over metal oxide catalysts. 2. Selective cyclohexane ring opening to form n-hexane over mono- and bimetallic rhodium catalysts

The activity of monometallic Rh and Pt catalysts and bimetallic Pt—Rh catalysts on oxide supports in cyclohexane ring opening to form n-hexane was studied. The Rh-containing catalysts are highly active and selective in this reaction. Cyclohexane dehydrogenation predominates in the case of the Pt catalysts. The use of the bimetallic alumina-supported Pt—Rh catalysts allows one to minimize the contribution of cyclohexane cracking and to enhance the selectivity for n-hexane with the yield of the latter slightly depending on the metal ratio in the bimetallic system under the experimental conditions.     

催化裂化条件下噻吩与改性Y分子筛的作用机制

以HY、NiY和稀土离子改性的Y分子筛(REY)为研究对象,采用固定床装置评价噻吩模拟油催化裂化性能;运用气相色谱-氢火焰离子发光检测器(GC-FID)、气相色谱-硫化学发光检测器(GC-SCD)和原位红外光谱技术分析产物,关联分子筛的酸性,研究催化裂化条件下噻吩与改性Y分子筛的作用机制。实验结果表明,催化裂化条件下,噻吩与分子筛的作用机制差异主要取决于与B酸或L酸相关的非骨架铝物种或金属离子物种的存在形式。其中,NiY分子筛中,噻吩主要是吸附在与NiOH⁺物种相关的L酸中心,而Ni₄AlO₄³⁺等物种减弱B酸性中心从而降低其裂化性能。对HY来说,噻吩易在与AlO⁺等物种相邻的B酸中心上聚合形成三联噻吩,并发生一定的氢转移和裂化反应;而对REY而言,分子筛中与RE物种相关的L酸位会促进噻吩在与非骨架铝羟基等物种(如Al(OH)₂⁺、Al(OH)²⁺等)相邻的B酸中心形成的二联噻吩发生氢转移和裂化反应。     

Hydrogenolysis of glycerol over HY zeolite supported Ru catalysts

An enhanced active and selective catalyst consisting of ruthenium supported on dealuminated HY zeolite has been prepared by a wet impregnation method. It was found that BET surface area of Ru/HY catalysts significantly increases after HCl treatment. This treatment also increases the concentration of strong acid sites in the catalyst. The hydrogenolysis of glycerol over 5 wt% Ru/HY catalyst was investigated at 190-220 ℃, an initial H2pressure of 3-6 MPa, and in 20 wt% glycerol aqueous solution. The results indicate that HCl treated Ru/HY catalyst shows higher activity compared with the untreated Ru/HY catalyst, and that the glycerol hydrogenolysis efficiency is influenced by the porosity and acidity of the support. A selectivity to 1,2-PDO of 81.3% at a glycerol conversion of 60.1% under 3 MPa H2pressure and 220 ℃ for 10 h was achieved over the modified Ru/HY catalyst with a 1.0 mol/L HCl treatment. It has also been shown that a longer reaction time, a higher temperature and a higher H2pressure have the positive effects on the glycerol hydrogenolysis efficiency of the enhanced Ru/HY.     

Ethylcyclopentane ring opening reaction over PtGe/Al2O3 catalysts prepared by controlled surface reaction

Platinum-germanium catalysts supported on a non-acidic Al₂O₃ have been prepared by adding Ge in amounts corresponding nominally to 1/8 (PtGe1/8/Al₂O₃); 1/2 (PtGe1/2/Al₂O₃); 1 (PtGe1/Al₂O₃) and 2 (PtGe2/Al₂O₃) monolayers by controlled surface reaction of Ge(n-C₄H₉)₄ to Pt/Al₂O₃. These catalysts were characterized by electron microscopy (TEM), FTIR of CO adsorption and H₂ chemisorption. The ring opening of ethylcyclopentane (ECP) was studied as a test reaction between 543 and 633 K. PtGe1/8/Al₂O₃ catalyst produced the most ring opening products (ROP) in the whole temperature range. A good agreement with statistical values of ROP was observed at low temperature, but at higher temperature, the opening became selective, producing mostly heptane. Bimetallic catalysts PtGe1/Al₂O₃ and PtGe2/Al₂O₃ led to a nonselective hydrogenolysis, similar to the monometallic platinum catalyst Pt/Al₂O₃. The catalysts PtGe1/Al₂O₃ and PtGe2/Al₂O₃ produced ROP with the lowest selectivity; instead, much aromatics and fragments were formed, in increasing amounts above 600 K.