ZSM-48分子筛的合成、改性及十六烷加氢异构性能

发布时间：2018-04-12 17:33

  本文选题：双功能催化剂 + ZSM-48　； 参考：《大连理工大学》2017年博士论文

【摘要】：ZSM-48分子筛具有十元环(0.53nm×0.56nm)开口的一维孔道结构。一维孔道十元环分子筛可通过择形作用提高单支链烷烃的选择性,限制多支链烷烃的生成,降低裂解反应的发生。同时,其狭小的孔道尺寸降低了积碳的可能性,延长了催化剂的寿命。因此一维孔道的十元环分子筛被认为是适于的加氢异构反应的酸性载体。本论文基于ZSM-48分子筛独特的孔道结构和酸性,探索了 ZSM-48分子筛作为载体应用于长链烷烃加氢异构反应的可行性。通过改性提高ZSM-48对异构十六烷的选择性和收率,并揭示了其结构与催化性能之间的构效关系。论文的主要研究内容和结果如下:(1)采用水热法以Na_2O-SiO_2-Al_2O_3-己二胺(HDA)为原料合成了 SiO_2/Al_2O_3≥400的ZSM-48分子筛,考察了不同晶化条件对ZSM-48结晶度的影响,确定了 ZSM-48最佳的合成条件。采用氢氧化钠溶液对ZSM-48进行脱硅处理改性,发现形成的介孔可以降低扩散阻力提高i-C_(16)的选择性,但氢氧化钠处理容易导致过度脱硅,通过向碱液中加入有机模板剂己二胺可有效地防止过度脱硅过程的发生。处理后的ZSM-48由于表面硅富集以及形成的介孔有利于降低裂解反应的发生,对i-C_(16)的选择性从35 wt%提高至50 wt%。(2)采用水热法以Na_2O-SiO_2-Al_2O_3-溴化六甲双铵(HMBr_2)为原料合成了SiO_2/Al_2O_3=200的ZSM-48,并且通过调变ZSM-48的合成条件可合成出不同EU-1含量的EU-1/ZSM-48共结晶分子筛,进而调控分子筛的酸性。通过比较初始溶胶中相同SiO_2/Al_2O_3 的 EU-1/ZSM-48-200 与 ZSM-48-200 的催化活性,发现 EU-1/ZSM-48-200 可以将C_(16)转化率从25 wt%提高到70 wt%,i-C_(16)选择性从20 wt%提高到70 wt%。与机械混合的EU-1和ZSM-48相比,EU-1/ZSM-48具有较高的C_(16)转化率和i-C_(16)选择性且i-C_(16)的收率从18 wt%提高至40 wt%。(3)采用水热法合成了 ZSM-22,ZSM-23,ZSM-35和ZSM-48四种十元环分子筛,其对于十六烷加氢异构反应表现出截然不同的催化活性,ZSM-35显示了较高的转化率,ZSM-23在低温和短接触时间下显示出较高的i-C_(16)选择性,而ZSM-48在较高温度和长接触时间下显示出较高的i-C_(16)选择性。将不同的分子筛进行机械混合,得到的催化剂与单一的催化剂相比,明显提高了催化剂的催化活性和i-C_(16)的收率。通过比较i-C_(16)异构产物的分布,可以发现孔道的微小变化对产物分布的影响。通过异构产物的分布可以推断出四种十元环分子筛对于十六烷加氢异构反应的机理为孔口反应机理。(4)将Nb_2O_5与ZSM-48复合,实现了对ZSM-48的酸性调变。与Pt/ZSM-48相比,复合后的Pt/Nb_2O_5/ZSM-48催化材料提高了i-C1 的选择性和收率,对i-C_(16)的选择性可以从30 wt%提高到90 wt%。加入金属Ni的双金属Pt-Ni/ZSM-48催化剂与单金属催化剂相比,提高了 C_(16)转化率和i-C_(16)选择性与收率,10Ni0.3Pt/ZSM-48显示出最优的加氢异构性能,i-C_(16)选择性从60 wt%提高到95 wt%,i-C_(16)收率从25 wt%提高到75 wt%。
[Abstract]:The ZSM-48 molecular sieve has one-dimensional pore structure with the opening of 0.53 nm 脳 0.56 nm.One-dimensional porous 10-ring molecular sieves can improve the selectivity of single-branched alkanes by shape selection, limit the formation of multi-branched alkanes, and reduce the occurrence of cracking reactions.At the same time, the narrow pore size reduces the possibility of carbon deposition and prolongs the catalyst life.Therefore, one-dimensional porous 10-ring molecular sieve is considered to be a suitable acid carrier for hydroisomerization.Based on the unique pore structure and acidity of ZSM-48 molecular sieve, the feasibility of using ZSM-48 molecular sieve as carrier for hydroisomerization of long-chain alkanes was explored.The selectivity and yield of ZSM-48 to isohexadecane were improved by modification, and the structure-activity relationship between its structure and catalytic performance was revealed.The main contents and results of this paper are as follows: 1) the ZSM-48 molecular sieve with SiO_2/Al_2O_3 鈮，

本文编号：1740734