甲醇在沸石催化剂上转化为低碳烯烃的研究——Ⅱ.甲醇在 HSW 与 PHZSM-5上转化为低碳烯烃的红外光谱研究

本文用TPD技术与红外光谱法研究了甲醇与烯烃在HSW与PHZSM-5上的吸附及甲醇的催化转化。观察到甲醇转化的产物分布与催化剂表面结构OH 基(3608cm~(-1))附近的吸收峰强度,B 酸中心的数目及其强度有直接关联。强的B 酸中心的数目较多、且能使甲醇与烯烃产生强烈的化学吸附而生成烷氧基的催化剂HZSM-5有利于生成汽油产物。反之,则有利于生成低碳烯烃。HSW 沸石表面结构OH 基的数目虽然很多,但是与HZSM-5相比,其表面强的B 酸中心的数目却较少,对甲醇与烯烃的化学吸附较弱,故有利于低碳烯烃的生成。另外,在高温下HSW 与PHZSM-5孔道中所生成的芳烃与聚合物的二次裂解也会使产物中富产烯烃。     

甲醇在高硅沸石上转化为低碳烯烃的研究——Ⅰ.催化剂反应性能的改进

高温一般有利于甲醇转化为低碳烯烃,但在此条件下,通常的五元环高硅沸石的活性也会随在线反应时间的处长而逐渐衰减。失活包括可逆和不可逆两部分,前者是由于催化剂结炭,后是由于水热效应导致酸性中心的减少。针对上述原因,本文研制出稳定性相当高的催化剂,可以经历83次的氧化再生,在线反应时间超过1000小时,C_2—C_4烯烃和乙烯平均选择性分别为89.7和31.5%。     

在改性ZSM-5沸石上从甲醇合成低碳烯烃

沸石的改性可以扩大沸石的用途及提高目的产物的选择性.我们采用经过P,Mg,La,Th,Mn,W,Pd,Zn等改性的ZSM-5沸石,提高了从甲醇含成低碳烯烃的收率和乙烯的选择性.在磷改性的ZSM-5催化剂上,乙烯的选择性达45％(重),C_2—C_4收率为89％(重);在MgHZSM-5催化剂上,丙烯选择性达61％(重),C_2—C_4为95％(重).本文介绍了一种新改质剂—Al,及其Al_2O_3—ZSM-5催化剂的反应性能.     

甲醇在高硅沸石上转化为低碳烯烃的研究II.反应工艺参数及放大因素影响的考察

在反应器体积为200ml的扩大试验装置上,以颗粒度φ2×4mm的改质高硅沸石为催化剂,对甲醇转化为低碳烯烃的反应进行了系统的工艺参数影响考察。认为采用较高反应温度和较低操作压力以及以水为稀释剂有利于低碳烯烃的生成。在550℃,WHSV(MeOH)1.5h~(-1)及常压的条件下,催化剂连续运转累计810小时以上,取得了C_2—C_4低碳烯烃和乙烯收率分别为88.6和31.9%的结果。     

热重法研究甲醇在沸石催化剂上转化为低级烯烃过程中的积炭行为

在程序升温条件下,用热重法考察了三种不同孔道构形沸石催化剂在甲醇转化为低碳烯烃反应过程中的积炭行为,以及经磷、镁、锰和锌的化合物改质的 ZSM-5沸石催化剂在该反应过程中的抗积炭能力。结果表明:沸石的积炭倾向不仅与孔道结构有关,而且还与其强酸部位的酸度有关。对改质ZSM-5而言,除锌改质物外,其余的抗积炭能力都比氢型 ZSM-5有所提高,沸石的改质改善了催化剂的稳定性和选择性。     

合成气在铁锰/沸石催化剂上合成低碳烯烃的研究——Ⅱ.碱改性ZSM-5担载Fe-MnO催化剂反应性能的考察

本文首次采用碱改性处理ZSM-5沸石,降低其酸性,以抑制低碳烯烃在ZSM-5沸石酸中心上的二次反应,结果大大提高了C_2~=—C_4~=选择性。尤其是经NaN_3强碱固相改性ZSM-5担载的Fe-MnO催化剂可得52％的低碳烯烃选择性。考察了金属活性组分调变对催化剂性能的影响,表明不同碱改性的催化剂中MnO助烯烃选择性作用也有差异。通过NH_3-TPD、吡啶-IR,CO_2-TPD和~(29)Si-NMR对催化剂表征表明,碱改性消除了ZSM-5强酸中心,大幅度降低了弱酸中心;提高了催化剂体系碱性及SiO_4四面体周围电子云密度。并对催化剂的活性及烯烃选择性随ZSM-5的碱改性不断提高的规律性作了解释。     

合成气在铁锰/沸石催化剂上合成低碳烯烃的研究——Ⅰ.不同沸石分子筛担载Fe-MnO催化剂反应性能的考察

通过对各种沸石分子筛,Al_2O_3及SiO_2担载的Fe-MnO催化剂上CO加氢反应性能的考察,发现pentasil型沸石担载的Fe-MnO催化剂有良好的低碳烯烃选择性,而其它沸石、SiO_2及Al_2O_3担载的Fe-MnO催化剂则不刊于低碳烯烃的产生。这可能一方面是由于pentasil型沸石担载的Fe-MnO催化剂本身存在着金属与载体间的强相互作用(SMSI)使催化剂有利于烯烃生成,另一方面是由于pentasil型沸石独特的孔道有利于低碳烯烃的及时扩散离去,抑制了低碳烯烃在金属活性中心上的二次反应。研究还表明,催化剂活性与α-Fe°及反应过程中生成的∑-Fe2.2C和∑′-Fe2.2C含量存在对应关系。     

阳离子改性HZSM-5沸石上低碳醇转化为芳烃

低碳醇等含氧化合物能在HZSM-5上选择转化为汽油和芳烃.HZSM-5用某些阳离子改性可提高甲醇和乙醇的芳构化活性.本文研究了阳离子改生HZSM-5沸石的酸性质变化与低碳醇芳构化反应性能之间的关系. 1.催化剂制备:将直接法ZSM-5原粉制成氢型(HZ),SiO_2/Al_2O_3为37.再用离子交换法进行改性,制得Cu,Zn,Cd,Mn和Ga改性沸石,代号和金属含量(％)分     

轻烃在改性ZSM-5催化剂上转化成芳烃与低碳烯烃的选择性控制

研究了Ｃ２－Ｃ９烷烃在不同的改性ＺＳＭ－５沸石上的反应规律。过渡金属离子改性的ＺＳＭ－５沸石显示了较高的芳烃选择性，芳烃的选择性还取决于改性金属离子的脱氧能力并可通过预硫化得到改进。     

杂多酸催化剂上甲醇转化为烃的研究

Keggin型杂多酸化合物的热稳定性高,又具有强酸性和氧化还原性,故其催化作用很引人注目.由于其结构上的特点,反应物分子能出入催化剂的体相内部,因而体相中的活性中心也起作用,被称作“假液相”催化.杂多酸用于甲醇催化转化为烃的反应有不少研究.据报道,12-钨磷酸(H_3PW_(12)O_(40))和12-钨硅酸(H_4SiW_(12)O_(40))、12-钨磷酸铜(Cu_(3/2)PW_(12)O_(40))对甲醇转化反应都有相当高的活性.1,4-二嗪和1,3,5-三嗪的12-     

轻烃在改性ZSM－5催化剂上转化成芳烃与低碳烯烃的选择性控制

研究了Ｃ３－Ｃ９烷烃在不同的改性ＺＳＭ－５沸石上的反应规律．过渡金属离子改性的ＺＳＭ－５沸石显示了较高的芳烃选择性，芳烃的选择性还取决于改性金属离子的脱氧能力并可通过预硫化得到改进．钾、钡改性的沸石显示了较高的烯烃选择性，增加钾含量，烯烃选择性显著提高，但也明显抑制了催化剂的活性；提高Ｂａ含量，同样可提高烯烃选择性，但对活性影响不大．环己烯的模型反应结果表明，Ｋ，Ｂａ的作用在于抑制了双分子氢转移反应和提高了脱氢能力．红外表征结果表明，沸石表面的羟基，因不同金属改性而发生不同的变化．此外，气相氧对提高烯烃和芳烃的收率有明显作用     

Zn改性HZSM－5沸石上甲醇的转化反应

Ｚｎ改性ＨＺＳＭ┐５沸石上甲醇的转化反应周钰明（东南大学化学化工系，南京２１００９６）韩刚丁莹如（南京大学化学系，南京２１００９３）关键词ＨＺＳＭ－５沸石，锌，改性，甲醇，汽油用合成气合成汽油的二段法发展较快［１］．由于合成甲醇技术在工业上是成熟的，...     

在沸石催化剂上甲苯-甲醇体系烷基化反应的选择性

用NH_3和CO_2的TPD方法观察了化学改性对分子筛催化剂表面酸碱性的影响,并定量讨论了甲苯烷基化反应选择性与酸碱度的关系。结果表明苯环上的反应发生在表面酸度较高而碱度极低的催化剂上,甲苯侧链上的烷基化反应发生在具有足够碱度的催化剂上,而且这些催化剂都还带有较弱的酸度以帮助吸附和稳定苯环分子。表面酸碱度均很低的分子筛上既不能发生苯环烷基化反应,也不能发生侧链上的烷基化反应。还以邻二甲苯的吸附速率的定量数据考察了分子筛孔道结构对反应选择性的影响。     

铁浸渍改性的HZSM-5沸石的甲醇转化反应活性及选择性

沸石或其他载体负载活性金属组分的催化剂,在工业上已得到广泛应用.了解金属负载型沸石的表面性质对探讨负载物及沸石在催化反应过程中的作用具有重要意义.对于典型的Fe/HZSM-5催化剂,虽然对其表面酸性及其它性能有过不少报导,但尚未有较全面的研究.本文用TPD,IR,MES,吸附扩散动力学和反应活性评价等方法研究了     

改性H-ZSM-34上氯甲烷催化转化制低碳烯烃

比较了几种典型的沸石分子筛在氯甲烷转化制乙烯、丙烯和丁烯等低碳烯烃反应中的催化性能, 发现H-ZSM-34具有较佳的催化活性和选择性. 经乙二胺四乙酸二钠(Na₂H₂EDTA)水溶液处理, 并经离子交换及焙烧后, H-ZSM-34上氯甲烷转化制低碳烯烃的催化性能显著改善. 当Na₂H₂EDTA浓度为0.1 mol/L, 反应温度为673 K, CH₃Cl分压9.2 kPa时, C₂-C₄烯烃选择性和收率分别达82%和61%. 研究还发现, Ce修饰H-ZSM-34催化剂同样可改善氯甲烷制低碳烯烃的选择性和收率. 表征结果表明, Na₂H₂EDTA处理和Ce修饰均降低了H-ZSM-34的酸性. 酸性的降低可抑制低碳烯烃的氢转移反应, 继而避免了其进一步转化为低碳烷烃.     

甲醇转化制低碳烯烃过程中MgZSM—5催化剂失活动力学的研究

用微型固定床连续反应器,考察了甲醇转化制低碳烯烃过程中MgZSM-5分子筛催化剂的失活规律。在常压下,分别测定了反应活化能、反应级数及460—500℃范围内的失活反应活化能和失活反应级数。得到的失活动力学速率式为: -γ=4.61×10~5exp(-99.71/(RT)×10~3)C·a -(da)/(dt)=2.42×10~2C~0.059exp(-63.93/(RT)×10~3)a