ZSM-22分子筛合成及其正十二烷烃临氢异构化性能:模板剂和动态晶化的影响

以二乙胺(DEA)或1,6-己二胺(DAH)为模板剂,分别在静态或动态条件下合成具有不同形貌和聚集状态的ZSM-22分子筛,采用XRD、SEM、EDS、TEM、NH3-TPD及N2吸附/脱附表征手段对其进行表征分析。并负载Pt在Al2O3上和ZSM-22机械混合制备双功能催化剂,考察其正十二烷的临氢异构化反应性能。结果表明,模板剂和动态晶化会改变ZSM-22分子筛的形貌及聚集状态,并且会影响其酸性、比表面积和临氢异构活性。其中,以二乙胺为模板剂,静态晶化72h合成的ZSM-22具有最优的催化性能,在310℃反应温度下,正十二烷异构化转化率为66%时,异构十二烷的选择性达到90%。但是,模板剂及动态晶化条件对单支链异构体的产物分布影响较小,异构体产物以支链靠近端位的2-甲基十一烷为主,且随着反应温度升高,2-甲基异构体选择性明显降低。

树脂载钯双功能催化剂的制备及其催化碳四烯烃临氢叠合反应

基于碳四烯烃叠合反应工艺,设计并制备了酸性树脂(KC110、Amberlyst35)载钯双功能催化剂,用于一步法催化1,3-丁二烯选择性加氢和异丁烯叠合反应。借助电子微区探针分析(EPMA)、N 2物理吸附-脱附(BET)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对其物化性质进行表征,并进一步考察了双功能催化剂在碳四烯烃临氢叠合反应过程中的催化性能。结果表明:0.10%Pd/KC110双功能催化剂负载的钯纳米颗粒主要分布在树脂大孔表层结构,平均粒径为3~10 nm,且树脂载体本身的酸性和孔结构保存完好;在反应温度为25℃、压力为1.4~1.6 MPa、质量空速为2.7 h-1、氢气/丁二烯摩尔比为1.5的条件下进行0.10%Pd/KC110催化碳四烯烃临氢叠合反应,1,3-丁二烯可以完全脱除,异丁烯转化率高于81.5%,叠合产物中碳八选择性为75.1%。

HAZOP分析方法在超高压临氢系统中的应用

HAZOP是对系统及装置在工作和操作中进行的危害性识别的一种手段。随着科学技术的发展,HAZOP分析技术已经被广泛应用于国内外石油化工和医药行业,但是在超高压储氢领域,它仍然是一个未知的领域。深入探讨HAZOP分析的原理和流程,以及超高压临氢系统的应用前景,以期为未来的发展提供参考。HAZOP的分析结果为超高压临氢系统的日常试验及安全管理提供了科学的建议措施。

临氢条件芳烃烷基化生产偏三甲苯研究

以改性的HZSM分子筛为催化剂,研究了伴氢条件对生产偏三甲苯的影响,结果表明,临氢条件下,催化剂寿命良好,活性在223 h以内几乎没有损失。而对于未临氢的催化剂,寿命较短,评价20 h结焦严重。除此之外,对于负载1.7%的镁改性HZSM催化剂,使用甲苯甲醇进行烷基化反应可以高效生产偏三甲苯,单程反应选择性最高可达23%。

基于临氢热解反应研究石油沥青质中镍和钒化合物的存在形态

本研究通过临氢热解方法处理委内瑞拉减压渣油沥青质,通过电感偶合等离子体质谱仪(ICP MS)、紫外-可见光光谱仪(UV-vis)、高温气相色谱-原子发射检测器联用仪(HT GC-AED)和傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)等手段分析表征反应产物,探究沥青质的分子组成与结构,以及镍和钒化合物的存在形态。实验结果表明,随着临氢热解反应温度从330℃升高至410℃,反应产物的甲苯可溶物收率由64%下降至19%,可被GC-AED检测到的镍、钒化合物的含量大幅度升高,镍和钒卟啉的分子组成分布也随反应温度的升高呈现出规律性的变化。

长链烷烃临氢异构化Pt/SAPO-11催化剂的研究

以氯铂酸为前驱体,探究不同金属负载量下Pt/SAPO-11催化剂的金属-酸催化功能对长链正构烷烃异构化的影响。研究结果发现:随着Pt负载量的增加,相应的催化剂对正十二烷(n-C_(12))的转化率随之增加,而异构化选择性则呈现先升高后降低的趋势。当Pt负载量为0.25%时,正十二烷的异构化反应可同时获得较好的转化率(63.4%)和选择性(97.3%)。表征结果表明:当Pt金属中心与Bronsted酸性中心的物质的量比值(n_(Pt)/n_(A))保持在合理范围(0.2~0.3)时,Pt/SAPO-11催化剂表现出较佳的长链烷烃异构化活性。

介孔Pt/MoSAPO-11-M催化剂在正十二烷临氢异构化反应中的催化性能

以二正丙胺为结构导向模板剂、有机硅季铵盐为介孔模板剂,采用水热法合成金属Mo掺杂介孔SAPO-11得到MoSAPO-11-M沸石,并以其为载体负载Pt制备Pt/MoSAPO-11-M催化剂。采用XRD、N 2吸附-脱附、NH 3-TPD、吡啶吸附红外光谱、H 2-TPR、SEM和TEM等手段对沸石及催化剂进行表征,并考察Pt/MoSAPO-11-M催化剂作用下正十二烷临氢异构化反应性能。结果表明:不完美球形的MoSAPO-11-M沸石的外表面积(123 m^(2)/g)和总酸量(266μmol/g)均高于球形形貌的微孔SAPO-11沸石(51 m^(2)/g和163μmol/g),而且MoSAPO-11-M沸石具有更多的Bronsted酸位点;Pt/MoSAPO-11-M催化剂上Pt的平均颗粒尺寸为2.61 nm,小于Pt/SAPO-11催化剂(4.30 nm);在反应温度340℃、反应压力2 MPa、氢气与正十二烷体积比600、质量空速2.25 h-1条件下,Pt/MoSAPO-11-M催化剂作用下正十二烷转化率92.8%、异构化选择性92.2%以及双支链异构体的选择性38.7%。

介微孔复合材料Beta-MCM-41的制备及其正庚烷临氢异构催化性能

采用纳米组装法将经NaOH溶液处理后的HBeta沸石与阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)组装制得介微孔复合材料Beta-MCM-41(记作BM-41),将BM-41与NH 4Cl进行离子交换,得到氢型复合材料HBeta-MCM-41(记作HBM-41),以HBM-41为载体制得Pt负载量(w)为0.4%的催化剂Pt HBM-41,并应用于正庚烷临氢异构化反应。利用X射线衍射、N 2吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱等手段对样品进行表征。在温度为240℃、压力为常压、质量空速为2.46 h-1的反应条件下对催化剂进行评价。反应结果表明,在Pt负载量相同的3种催化剂Pt HBeta,Pt MCM-41,Pt HBM-41中,Pt HBM-41表现出较高的异构化选择性(87.01%)和较高的正庚烷转化率(78.75%),并具有最高的异庚烷收率(68.52%)。这归结于Beta-MCM-41集合了MCM-41二维六方介孔结构优良的扩散性能和Beta沸石优越的酸性质。

β分子筛的Si/Al比对PtZn催化丙烷非临氢脱氢性能的影响

采用共浸渍法制备PtZn/β-x(x为SiO_(2)/Al_(2)O_(3)物质的量比)分子筛双金属催化剂,探究了β分子筛中硅铝比对丙烷非临氢脱氢反应性能的影响。采用XRD、BET、HAADF-STEM、NH3-TPD、C3H6-TPD等一系列表征技术对催化剂的物相结构、表面性质及其对丙烷非临氢脱氢反应性能的影响进行了研究。结果表明,催化稳定性随载体中Si/Al比的增大而提高(稳定性顺序:PtZn/DeAl-β>PtZn/β-40>PtZn/β-30>PtZn/β-25),而催化剂的强酸位点数量(PtZn/β-30>PtZn/β-40>PtZn/β-25>PtZn/DeAl-β),在一定程度上受硅铝比的影响,与丙烯选择性顺序相反。因此,分子筛的Si/Al比对催化剂的性质有重要的调变作用,当催化剂强酸位点较少、丙烯吸附较弱、比表面积较大时,有助于提高丙烷转化率、丙烯选择性和催化稳定性。

纤维素临氢水解反应产物的高效液相色谱分析

采用高效液相色谱法测定纤维素临氢水解反应产物,建立了定量分析的方法和回归方程。考察了不同流动相组成、流速、精密度和回收率对分析效果的影响。结果表明,较适宜的分析条件为流动相乙腈∶水为3∶1,流速为1 mL/min。在此分析条件下,纤维素临氢水解反应产物的峰面积与主要成分乙二醇、1,2-丙二醇和丙三醇标准品的线性关系良好,相关系数在0.99以上,精密度实验中乙二醇、1,2-丙二醇和丙三醇的RSD值在1.2%~1.9%之间,重复性实验乙二醇、1,2-丙二醇和丙三醇的RSD值在1.4%~1.6%之间,加标回收率实验的回收率在98.44%~102.55%之间,所建立的方法比较可靠。

氢气制-储-输-注全周期临氢材料引入杂质风险研究进展

燃料电池车用氢气对气体品质有严格要求,即使在制氢端满足了氢气标准,其在储-输-注过程中也存在引入杂质的风险,因此需要关注氢气制-储-输-注全周期过程引入杂质的风险。对氢气制-储-输-注全周期用橡胶密封材料与金属材料在氢气及高压条件下的相关研究报道进行了综述,明确了临氢材料在使用过程中引入杂质风险的条件及类型。结果表明:橡胶材料及金属材料在氢气制-储-输-注过程涉及的压力、温度条件下因材料老化或与氢气作用产生气体杂质的可能性几乎为零,但存在因橡胶材料变形及金属材料氢脆引入颗粒物杂质的风险。

Pt/SAPO-11临氢异构催化剂的改进

以商品SAPO-11分子筛为基础,通过分子筛草酸脱铝预处理、添加粘结剂、载体预吸附氨、改变金属含量、催化剂活化条件及硫化处理等设计制备了一系列催化剂。在连续流动的反应装置上,以正庚烷为原料的临氢异构化反应评价结果验证了金属与酸功能匹配和相互作用的重要性。提出烷烃异构化需要适宜的酸中心密度,较高的金属分散度,以及较短的金属中心与酸中心距离等有利于提高异构化选择性的观点。在此基础上,对硅、铝、磷的比例和分子筛晶化条件进行调控,合成出酸密度和晶粒均较小的SAPO-11分子筛,获得了金属分散度高、金属中心与酸中心作用密切的Pt/SAPO-11催化剂。临氢异构反应评价结果表明,该催化剂具有较高的异构化选择性,正庚烷转化高达70%时异构化选择性仍可达到90%以上,同时具有优异的稳定性与再生性能,显示出良好的工业应用前景。金属的高分散度、金属与酸中心之间的强相互作用和分子筛择形作用是该催化剂异构化选择性高的根本原因,并推测其作用机制可能与传统的双功能作用机理不同。

HZSM-5/Hβ复合分子筛的正辛烷临氢异构化和芳构化性能

将不同孔尺寸、酸强度的HZSM-5和Hβ分子筛混合制得复合载体,担载金属组分Ni、Mg、Mo、Zn制得烷烃异构化和芳构化催化剂M/C。采用XRD、BET、程序升温氨脱附(NH3-TPD)及吡啶吸附-脱附红外光谱法对制备的载体及催化剂进行了理化性质表征。以正辛烷为正构烷烃模型化合物,在连续加氢微型反应装置上评价了催化剂对正构烷烃异构化和芳构化反应的催化性能。结果表明,与单一分子筛相比,复合后载体的表面酸中心分布得到了调节,中强酸中心的增加有利于烷烃异构化和芳构化反应。复合分子筛催化剂引入不同金属组分进行改性后体现出不同的催化性能,其中Ni的引入既提供了加脱氢活性中心,又获得了适宜的B、L酸中心分布,使反应转化率和选择性显著提高。反应条件对催化剂的异构化和芳构化性能也有不同程度的影响,在320℃、2.8MPa、2.0h-1下,正辛烷的临氢异构化和芳构化选择性较好。

沥青质热裂解、临氢热裂解和临氢催化裂解反应动力学

实验考察了1种正戊烷不溶解的沥青质在703K下的热裂解、临氢热裂解和由NiMo/γ-Al2O3催化的临氢裂解反应。3种沥青质转化反应都能较好地吻合二级反应动力学,得到的表观速率常数分别为1.704×10-2、2.435×10-2和9.360×10-2。建立三集总动力学模型,用于求解沥青质裂解转化生成液体油反应速率常数(k1)和与之平行的生成焦炭+气体反应速率常数(k3),以及由液体产物继续转化生成焦炭+气体的反应速率常数(k2)。对沥青质热裂解、临氢热裂解和临氢催化裂解反应,速率常数k1分别为1.697×10-2、2.430×10-2和9.355×10-2,k2分别为3.605×10-2、2.426×10-2和6.347×10-3,k3分别为6.934×10-5、5.416×10-5和4.803×10-5。

助剂对临氢醚化催化剂选择性和稳定性的影响

制备了Pd/树脂催化剂,并用于催化裂化轻汽油的临氢醚化反应。在小型固定床反应装置上考察助剂种类、助剂用量、助剂与主剂的交换顺序对催化剂加氢选择性和助剂对催化剂Pd稳定性的影响。结果表明,助剂种类、助剂用量、助剂与Pd的交换顺序等均对Pd/树脂催化剂的临氢醚化性能有较大的影响。助剂的加入改善了Pd/树脂催化剂的加氢选择性,并使Pd的流失量减少60%。

分子筛催化剂上正十六烷的临氢异构化反应

对分子筛催化剂上正十六烷的临氢异构化反应进行了研究 ,考察了不同分子筛催化剂的活性和选择性 ,并对临氢异构化反应的产物分布进行了分析 .在此基础上 ,对正十六烷的临氢异构化反应机理进行了初步探讨 .结果表明 ,正十六烷在中孔分子筛催化剂上的临氢异构化反应主要在分子筛外表面和孔口进行 ,分子筛的择形作用对异构选择性的影响有限 .这与一般情况下低分子量正构烷烃在择形分子筛上的临氢异构化反应有所不同 .临氢异构化反应的异构选择性主要取决于催化剂酸性组分的酸性质 ,弱酸和中等强度的酸对异构化反应有利 ,而催化剂的活性则由酸性组分中B酸中心的数量和加氢组分的活性共同决定 .

正庚烷与正十四烷在Pt/SAPO-11催化剂上临氢异构化

采用连续流动固定床反应装置,研究了0.6%Pt SAPO 11催化剂上正庚烷与正十四烷的临氢异构转化。实验结果表明,在反应温度200℃～420℃,压力0.5MPa,质量空速2.0h-1的反应条件下,两种原料在高转化时均可保持90%以上的异构化选择性。在转化率小于55%时,C7与C14临氢异构所遵循的反应规律是一致的,即异构化和裂解的相对反应速率相同。依据产物分布组成随转化率变化的规律,提出了烷烃在Pt SAPO 11催化剂上加氢转化的反应网络。同时,实验结果支持烷烃异构化反应在分子筛孔道内进行的观点。

Pt/SAPO-11催化剂上长链烷烃临氢异构化产物分布规律的研究

以正十四烷(C14)在Pt/SAPO11催化剂上的临氢异构化为模型反应,探索了长链烷烃临氢异构化反应机制和产物分布的变化规律。结果表明,反应遵循含过渡态的平行顺序反应机制。温度升高,转化率、多支链异构体和裂解产物的收率持续升高,单支链异构体收率呈先升高后降低的变化规律;压力升高,转化率降低,单甲基异构体选择性明显提高;空速或n(H2)/n(C14)升高,转化率降低,单甲基异构体选择性呈升高趋势。随着反应转化率的升高,支链靠近碳链中心的单甲基异构体分布先增多然后趋于稳定。在压力0.5～1.5MPa、温度310～330℃条件下进行反应,可获得较佳的产物分布。

FCC汽油非临氢脱硫技术进展

综述了国内外开发和应用的FCC汽油非临氢脱硫技术,该技术主要有生物脱硫、催化裂化脱硫、吸附脱硫、溶剂抽提脱硫、烷基化脱硫、氧化脱硫和膜分离脱硫等;评述了催化裂化脱硫、吸附脱硫和氧化脱硫等技术的特点和研究应用前景。

八碳芳烃临氢异构化反应动力学模型

针对某实际工业异构化装置,在已开发的八碳芳烃临氢异构化反应网络的基础上,将系统中的八碳环烷烃和八碳链烷烃作为一个集总组分,提出新的六组分异构化反应网络,由此建立了适用于工业生产的八碳芳烃临氢异构化反应动力学模型。考虑结焦对催化剂活性的影响,提出了一种经验形式的催化剂失活函数,能够合理地描述催化剂失活过程。采用四五阶Runge-Kutta法对模型方程进行数值求解,基于多套稳态平衡数据采用差分变尺度优化算法(BFGS)对动力学参数进行估计,进而在不同操作条件下对模型进行验证。结果表明估计值与工业标定值相当吻合,达到了工业应用的模拟精度要求。