二甲苯异构化催化剂性能改进及成型条件研究

发布时间：2017-04-28 21:20

  本文关键词：二甲苯异构化催化剂性能改进及成型条件研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：采用水热合成法合成了硅铝比120的HZSM-5分子筛,以其为母体、以间二甲苯异构化为探针反应,进行了金属改性和成型条件研究。 分别以La、Ce、Ni、Co、Zn和Sn的盐溶液为改性剂,采用浸渍法对HZSM-5进行了单金属改性,所制备催化剂的性能评价和XRD、XPS、BET及Py-FTIR等表征结果表明：在所考察的六种金属改性剂中,Zn较大幅度提高了对二甲苯选择性,性能最佳,适宜负载量为0.5%;La改性活性好,目的产物收率最高。基于单金属改性结果,考察了La-Zn和Ga-Zn双金属对HZSM-5分子筛的改性效应。所制备系列双金属改性催化剂的性能评价结果显示,1%La-0.5%Zn/HZSM-5和1%Ga-1%Zn/HZSM-5表现出相对更好的间二甲苯异构化性能。表征分析表明：金属改性未改变分子筛结构,优化了酸性分布,降低了B/L值,缩小了孔径。 以单因素实验法考察了助挤剂、胶溶剂、粘合剂和扩孔剂等对HZSM-5分子筛催化剂性能的影响,结果表明：(1)助挤剂和粘合剂对催化剂性能影响不大。不同胶溶剂中硝酸成型时活性最好,随其用量增加活性呈现先增加后降低的趋势,用量8%时最大；不同扩孔中PEG200成型性能更优,随其含量增加活性提高,用量15%时效果最佳。(2)以8%的硝酸为胶溶剂最有利于增大成型分子筛强度；SB粉用量增加有助于提升成型强度；采用PEG200为扩孔剂时成型强度相对较高,但用量过大易导致反作用。(3)扩孔剂的加入可起到调控分子筛孔径的作用,在所考察的PEG系列扩孔剂中,分子筛孔径随所用扩孔剂分子量的增加而增大；采用无机酸做胶溶剂时成型分子筛总酸量相对较大；随硝酸和PEG200用量增加,总酸量增加。(4)综合催化和物化性能,适宜成型条件为：水粉比0.5g/ml,投料质量比为HZSM-5:田菁粉：硝酸：SB粉：PEG200=100:2.5:8:30:10。
【关键词】：HZSM-5 金属改性 二甲苯异构化 成型
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TQ426
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 文献综述14-26
• 1.1 概述14-15
• 1.2 二甲苯异构化反应机理、路径及影响因素15-17
• 1.2.1 反应机理及路径15-16
• 1.2.2 反应活性位及其影响因素16-17
• 1.3 ZSM-5分子筛在二甲苯异构化中的应用17-20
• 1.4 ZSM-5分子筛的金属改性20-23
• 1.4.1 单金属改性20-22
• 1.4.2 双金属改性22-23
• 1.5 分子筛的成型研究23-24
• 1.6 本课题研究目的与意义24-26
• 第二章 实验部分26-34
• 2.1 实验试剂与仪器26-27
• 2.2 催化剂的制备27-28
• 2.2.1 HZSM-5分子筛合成27-28
• 2.2.2 Me/HZSM-5催化剂的制备28
• 2.2.3 催化剂的成型28
• 2.3 催化剂性能评价装置28-29
• 2.4 产物分析29-30
• 2.5 催化剂表征30-34
• 2.5.1 X射线粉末衍射(XRD)30-31
• 2.5.2 X射线光电子能谱(XPS)31
• 2.5.3 氨-程序升温脱附表征(NH_3-TPD)31
• 2.5.4 孔结构测定(BET、压汞仪)31
• 2.5.5 吡啶-傅里叶变换红外光谱分析(Py-FTIR)31-32
• 2.5.6 强度测定(颗粒强度测试仪)32-34
• 第三章 金属改性HZSM-5的催化性能研究34-54
• 3.1 单金属改性的比较与筛选34-36
• 3.2 Zn/HZSM-5催化剂的性能评价及表征36-40
• 3.2.1 Zn/HZSM-5催化剂的性能评价36-37
• 3.2.2 Zn/HZSM-5催化剂的表征37-40
• 3.3 La-Zn/HZSM-5催化剂的性能评价与表征40-46
• 3.3.1 La-Zn/HZSM-5催化剂的性能评价40-42
• 3.3.2 La-Zn/HZSM-5催化剂的表征42-46
• 3.4 Ga-Zn/HZSM-5催化剂的性能评价及表征46-52
• 3.4.1 Ga-Zn/HZSM-5催化剂的性能评价46-48
• 3.4.2 Ga-Zn/HZSM-5催化剂的表征48-52
• 3.5 金属改性催化剂比较52-53
• 3.6 本章小结53-54
• 第四章 成型条件对HZSM-5分子筛性能的影响54-78
• 4.1 成型条件对HZSM-5催化性能的影响54-61
• 4.1.1 助挤剂用量的影响54-55
• 4.1.2 胶溶剂的影响55-58
• 4.1.3 粘合剂用量的影响58-59
• 4.1.4 扩孔剂的影响59-61
• 4.2 成型条件对HZSM-5物化性能的影响61-74
• 4.2.1 成型催化剂的强度分析61-66
• 4.2.2 成型催化剂的孔结构性质分析66-72
• 4.2.3 成型条件对酸性的影响72-74
• 4.3 稳定性试验及HZSM-5改性成型74-75
• 4.3.1 稳定性试验74-75
• 4.3.2 HZSM-5改性成型75
• 4.4 本章小结75-78
• 第五章 结论78-80
• 参考文献80-84
• 致谢84-86
• 作者及导师简介86-87
• 附件87-88

【参考文献】

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