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《鎳改性HZSM-5催化劑上甲醇芳構(gòu)化反應(yīng)性能的研究.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、石油煉制與化工2015年2月催化劑PETR0LEUMPR()CESSINGANDPETROCHEMICAIS第6卷第2期鎳改性HZSM一5催化劑上甲醇芳構(gòu)化反應(yīng)性能的研究季洪強(qiáng)，張強(qiáng)，董雪，山紅紅(中國(guó)石油大學(xué)(華東)重質(zhì)油國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島266580)摘要：采用浸漬法制備Ni改性的HZSM5催化劑，采用BET，XRD，PyFTIR，NH。TPD等分析手段對(duì)催化劑進(jìn)行表征。以純甲醇為原料，在固定床微反裝置上，考察不同Ni負(fù)載量改性HZSM一5催化劑對(duì)甲醇芳構(gòu)化(MTA)反應(yīng)性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：Ni
2、的引入使催化劑產(chǎn)生了比較穩(wěn)定的新I酸位；隨著Ni負(fù)載量的增加，Ni／HZSM一5催化劑的總酸量增加，尤其是弱酸酸量；MTA反應(yīng)的芳烴總收率隨著Ni負(fù)載量的增加呈現(xiàn)先減少后增加然后又減少的趨勢(shì)；Ni的引入可能改變了HZSM～5催化劑上MTA反應(yīng)的路徑，由氫轉(zhuǎn)移芳構(gòu)化向脫氫芳構(gòu)化轉(zhuǎn)變；生成的芳烴主要以C～c。芳烴為主，c和c+芳烴相對(duì)較少；副產(chǎn)物甲烷和CO收牢則隨Ni負(fù)載量的增加而增加，這可能與Ni促進(jìn)了甲醇的甲烷化反應(yīng)有關(guān)。關(guān)鍵詞：甲醇甲醇芳構(gòu)化鎳脫氫HZSM5苯、甲苯和二甲苯(BTX)主要來(lái)源于石油中分子篩(硅
3、鋁比38，南開大學(xué)催化劑廠生產(chǎn))，得釗的石腦油催化重整和蒸汽裂解制乙烯工藝u。然不同Ni負(fù)載量的Ni／HZSM5，Ni負(fù)載量()分別而，我國(guó)原油對(duì)外依存度逐年增加，存在能源戰(zhàn)略為0．5，1．0，1．5，3．0，4．5，6．0。浸風(fēng)險(xiǎn)。因此，近年來(lái)，基于煤的甲醇芳構(gòu)化(MTA)漬完成后，在140。C下干燥10h，然后在馬福爐『十1工藝越來(lái)越受到重視。由于HZSM一5分子篩具有于550。C下焙燒2h。焙燒結(jié)束后，將一定比例的獨(dú)特的三維孔道結(jié)構(gòu)，在催化MTA反應(yīng)中具有較分子篩、高嶺土惰性基質(zhì)和黏結(jié)劑進(jìn)行混合、攪好的芳
4、烴選擇性，因此，用于MTA過程的催化劑拌、烘干、焙燒、研磨和篩分，取粒徑為8O～180目常以HZSM一5分子篩為活性組分。為了進(jìn)一步提的催化劑備用。高催化劑在MTA過程中的芳烴選擇性，許多研究1．2催化劑的物化性質(zhì)表征工作集中于HZSM-5分子篩催化劑的改性方面，其催化劑的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)采用美國(guó)Quantachrome中，Ag／HZSM5催化劑[2和Ga／HZSM-5[4催化公司生產(chǎn)的QuadrasorbSI儀器測(cè)定；催化劑晶相劑能顯著提高對(duì)芳烴的選擇性，但是Ag和Ga成本和物相由荷蘭Panalytical公司生產(chǎn)
5、的X’PERT較高，不適合工業(yè)應(yīng)用。為此，目前迫切需要尋找一PROMPD衍射儀分析；催化劑的表面酸性采用美種廉價(jià)的改性元素?？紤]到MTA過程包含一系列國(guó)ThermoNicolet公司生產(chǎn)的Nexsus傅復(fù)雜的反應(yīng)，如烯烴的齊聚、環(huán)化和氫轉(zhuǎn)移等芳構(gòu)化葉變換紅外光譜儀分析；催化劑酸量采用氨氣程序反應(yīng)，因此，將具有脫氫活性的Ni引入到HZSM-5升溫脫附儀(NH。一TPD)分析；催化劑表面物種狀態(tài)催化劑，MTA過程中間產(chǎn)物烷烴和環(huán)烯烴的脫氫采用氫氣程序升溫還原法(HTPR)分析。程度可能增強(qiáng)，進(jìn)而增強(qiáng)其后續(xù)芳構(gòu)化過程
6、。本課題利用浸漬的方法將Ni引入到HZSM一51．3催化劑的催化性能評(píng)價(jià)催化劑上，制備不同Ni負(fù)載量的Ni／HZSM一5催以純甲醇為原料，在固定床微反裝置}進(jìn)行化劑，對(duì)催化劑的物化性質(zhì)進(jìn)行表征，并以純甲醇催化劑性能的評(píng)價(jià)，催化劑裝填量為3g，質(zhì)量空為原料，在固定床微反裝置上，通過MTA反應(yīng)考速為3．27h，反應(yīng)溫度為400I(1l。察Ni負(fù)載量對(duì)催化劑性能的影響。收稿日期：201406—17；修改稿收到日期：2()l4()8l9。1實(shí)驗(yàn)作者簡(jiǎn)介：季洪強(qiáng)，碩士研究生，主要從事甲醇催化轉(zhuǎn)化制芳烴的研究工作。1．1催
7、化劑制備通訊聯(lián)系人：張強(qiáng)，Email：gir1zhangqiang@l63．COIII。首先，用不同濃度的硝酸鎳溶液浸漬HZSM一5基金項(xiàng)目：青島民生計(jì)劃項(xiàng)目(No．13—13126一nsh)第2期季洪強(qiáng)，等．鎳改性HZSM一5催化劑上甲醇芳構(gòu)化反應(yīng)性能的研究592結(jié)果與討論處的兩個(gè)還原峰歸屬于Ni與ZSM一5和載體的物理相互作用，溫度越高，表明物理相互作用越大。2．1Ni／HZSM-5催化劑的物化性質(zhì)表征720℃以上的還原峰歸屬于Ni與催化劑內(nèi)部鋁源圖1為Ni／HZSM一5催化劑和分子篩的XRD形成的Ni—A
8、l尖晶石。由于催化劑組成中HZSM_5圖譜。由圖1(a)可知，Ni／HZSM一5催化劑上未發(fā)分子篩和高嶺土都含有鋁源，因此，Ni組分形成的現(xiàn)明顯的Ni組分衍射峰，這表明Ni以無(wú)定形或上述3個(gè)還原峰可能是Ni組分與分子篩和高嶺土者在XRD測(cè)量范圍內(nèi)以無(wú)法檢測(cè)到的微晶形式共同作用的結(jié)果。高度分散于催化劑的表面。以未改性的HZSM-5分子篩為標(biāo)準(zhǔn)樣，計(jì)算催化劑中Ni／HZSM一5分子篩的相對(duì)
