正十六烷加氢异构化新型催化剂的研制及反应性能研究

发布时间：2017-08-25 17:17

  本文关键词：正十六烷加氢异构化新型催化剂的研制及反应性能研究

  更多相关文章： SAPO-31分子筛 双功能催化剂 加氢异构化 协同催化 正十六烷

【摘要】：本文合成了硅铝比和离子交换程度不同的具有一维中孔结构的ZSM-22分子筛,并采用等体积浸渍法制备了Pd/ZSM-22分子筛双功能催化剂,分别采用XRD、SEM、XRF、N2物理吸附、29Si MAS NMR、31P MAS NMR、27Al MAS NMR、NH3-TPD、Py-IR和H2化学吸附等方法对其结构、组成、形貌和酸性进行了表征,并在固定床微型反应器上进行了正十六烷加氢异构化反应的催化性能评价。研究表明,因ZSM-22分子筛具有孔道择形作用,Pd/ZSM-22催化剂在正十六烷加氢异构化反应中对单支链异十六烷具有较高的选择性。以初始凝胶中SiO2/Al2O3为70合成的ZSM-22分子筛,焙烧除去模板剂后与Al2O3载体挤条成型后用Pd(NO3)2溶液浸渍制备的催化剂0.5Pd/Z22-C表现出最佳的催化性能,异十六烷收率高达71.0%。合成了引硅量不同的SAPO-11、SAPO-31和SAPO-5硅铝磷酸盐分子筛,并采用等体积浸渍法制备了Pd/SAPO-n(n=11、31、5)双功能催化剂。研究结果表明,具有相同初始凝胶组成时,酸量按以下顺序递减:SAPO-5SAPO-31SAPO-11,担载0.5%Pd制备的双功能催化剂在正十六烷加氢异构化反应中的催化反应活性及异构化选择性存在较大差异。SAPO-5分子筛对异构化产物无择形性,且金属位与酸性位的比值(CPd/CH+)的比值较低,难以实现金属位与酸性位的协同催化作用,催化剂的反应活性及异十六烷选择性均较低。具有一维线性直孔道的Pd/SAPO-31与Pd/SAPO-11系列催化剂具有较高的反应活性和异十六烷选择性,具有圆形孔道的SAPO-31分子筛因为孔径与单支链异构体的动力学尺寸更接近,对异构化产物在孔道内扩散的限制作用更小,其金属位与酸性位更匹配,异十六烷的收率更高。以0.5Pd/S31-0.6为催化剂对正十六烷的加氢异构化反应条件进行了优化,适宜的反应条件是:压力为2MPa,质量空速为4h-1,氢烃比(体积比)为500。考察了贵金属种类、钯前驱体种类及担载量对Me/SAPO-31双功能催化剂的物化性质及正十六烷加氢异构化反应性能的影响。研究表明,Pt/SAPO-31催化剂具有更高的催化活性,但是异十六烷的选择性较低。以二硝基四氨合钯为钯盐前驱体制备的催化剂0.5Pd/S31(N)上金属Pd的分散度最高,异十六烷选择性低于以硝酸钯为前驱体的催化剂,但多支链异构烷烃的选择性提高。通过调变金属Pd的担载量,研究了金属位与酸性位的协同催化作用对催化剂活性和异十六烷选择性的影响规律,当Pd担载量为0.5wt.%时,金属位与酸性位比值(CPd/CH+)达到0.189时,两种活性位相匹配,实现了协同催化作用。Pd/SAPO-31催化剂上异十六烷的收率达到最高值,在正十六烷转化率为92.0%时,异十六烷的收率高达88.1%。
【关键词】：SAPO-31分子筛 双功能催化剂 加氢异构化 协同催化 正十六烷
【学位授予单位】：黑龙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36
【目录】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-11
• 第1章 绪论11-28
• 1.1 正构烷烃加氢异构化催化剂的研究及应用现状11-20
• 1.1.1 双功能催化剂上正构烷烃加氢异构化反应机理12-15
• 1.1.2 双功能催化剂的酸性位和金属位15-20
• 1.2 双功能催化剂酸性载体的合成方法20-25
• 1.2.1 硅铝酸盐沸石分子筛20-22
• 1.2.2 硅铝磷酸盐分子筛22-25
• 1.3 金属位和酸性位的协同催化作用25-26
• 1.4 文献总结及主要研究工作26-27
• 1.4.1 文献总结26-27
• 1.4.2 主要研究工作27
• 1.5 课题来源27-28
• 第2章 实验部分28-37
• 2.1 原料和试剂28-29
• 2.2 主要仪器设备29
• 2.3 分子筛的合成29-31
• 2.3.1 SAPO-31分子筛的合成29-30
• 2.3.2 SAPO-11分子筛的合成30
• 2.3.3 SAPO-5 分子筛的合成30
• 2.3.4 ZSM-12分子筛的合成30-31
• 2.3.5 ZSM-22分子筛的合成31
• 2.4 双功能催化剂的制备31-33
• 2.5 分子筛和催化剂的表征方法33-35
• 2.5.1 结构和化学组成表征方法33-34
• 2.5.2 酸性表征方法34
• 2.5.3 H2化学吸附34-35
• 2.6 催化剂反应性能评价35-36
• 2.6.1 反应装置和产物分析35-36
• 2.6.2 反应结果评价方法36
• 2.7 本章小结36-37
• 第3章 Pd/ZSM-22分子筛双功能催化剂的制备及其催化反应性能37-59
• 3.1 引言37
• 3.2 沸石分子筛基双功能催化剂的反应性能37-44
• 3.2.1 沸石分子筛的结构和物化性质37-42
• 3.2.2 Pd/沸石双功能催化剂的反应性能42-44
• 3.3 硅铝比对ZSM-22分子筛结构、酸性及正十六烷加氢异构化反应性能的影响44-49
• 3.3.1 硅铝比对ZSM-22分子筛结构和酸性的影响45-48
• 3.3.2 硅铝比对Pd/ZSM-22分子筛催化反应性能的影响48-49
• 3.4 离子交换程度对ZSM-22分子筛结构、酸性及正十六烷加氢异构化反应性能的影响49-54
• 3.4.1 离子交换程度对ZSM-22分子筛结构和酸性的影响50-52
• 3.4.2 离子交换程度对Pd/Z22正十六烷加氢异构化反应性能的影响52-54
• 3.5 ZSM-22分子筛基双功能催化剂的制备方法对酸性及催化反应性能的影响54-57
• 3.5.1 制备方法对酸性的影响54-55
• 3.5.2 制备方法对正十六烷加氢异构化反应性能的影响55-57
• 3.6 本章小结57-59
• 第4章 Pd/SAPO-31分子筛双功能催化剂的制备及其催化反应性能59-84
• 4.1 引言59
• 4.2 硅铝磷酸盐分子筛酸性载体的种类对双功能催化剂反应性能的影响59-73
• 4.2.1 SAPO-n分子筛的结构和物化性质60-66
• 4.2.2 Pd/SAPO-n双功能催化剂的反应性能66-73
• 4.3 反应条件对正十六烷加氢异构化反应性能的影响73-77
• 4.3.1 反应压力的影响73-74
• 4.3.2 反应空速的影响74-76
• 4.3.3 反应氢烃比的影响76-77
• 4.4 多级孔SAPO-31分子筛的合成、表征及正十六烷加氢异构化反应性能77-82
• 4.4.1 聚氧乙烯月桂醚对SAPO-31分子筛结构、酸性的影响77-80
• 4.4.2 聚氧乙烯月桂醚对正十六烷加氢异构化反应性能的影响80-82
• 4.5 本章小结82-84
• 第5章 贵金属种类和担载量对Me/SAPO-31正十六烷加氢异构化反应性能的影响84-102
• 5.1 引言84
• 5.2 贵金属种类对Me/SAPO-31正十六烷加氢异构化反应性能的影响84-95
• 5.2.1 贵金属种类的影响84-91
• 5.2.2 贵金属前驱体种类的影响91-95
• 5.3 金属担载量对Pd/SAPO-31结构、酸性及正十六烷加氢异构化反应性能的影响95-100
• 5.3.1 贵金属担载量对结构和酸性的影响95-97
• 5.3.2 贵金属担载量对正十六烷加氢异构化反应的影响97-100
• 5.4 本章小结100-102
• 结论102-104
• 参考文献104-111
• 致谢111-112
• 攻读学位期间发表的论文及专利112-113

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨建;陈家军;卢毅;;表面活性剂去除土壤和地下水中LNAPLs作用机制研究[J];环境科学;2009年07期

2 张小啸;刘连友;孙宁宁;王红旗;孙一娜;;正十六烷微生物吸附降解的荧光显微研究[J];污染防治技术;2010年02期

3 彭超;黄和;刘欣;肖爱华;任路静;;添加正十六烷对高山被孢霉发酵生产花生四烯酸的影响[J];食品科技;2010年05期

4 赵晓秀;赵慧敏;全燮;陈硕;赵雅芝;;石油污染土壤中菲、蒽和正十六烷的微生物降解[J];生态学杂志;2009年03期

5 陈延君;王红旗;熊樱;;正十六烷微生物降解酶的定域和酶促降解性[J];环境科学研究;2007年06期

6 陈延君;王红旗;;芽孢杆菌DQ02吸附摄取、运输和降解正十六烷的机理研究[J];环境工程学报;2011年03期

7 孙慧勇,王建国,胡津仙,周敬来;正十六烷在小晶粒FeZSM-5上的裂化[J];石油炼制与化工;2001年05期

8 刘岚铮,潘学芳;菌株SD-2对正十六烷摄取及中间代谢产物的初步研究[J];中国工业医学杂志;2003年04期

9 张洁;王卫卫;郭欣;王楠;陶发琴;;两株高效石油烃氧化菌的正十六烷降解特性[J];西北大学学报(自然科学版);2013年03期

10 孙静;屈进;闫朋克;周荣慧;殷开梁;;正十六烷和亚油酸甲酯-正十六烷系统凝固过程的分子动力学模拟[J];常州大学学报(自然科学版);2011年01期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 朱东强;孙成;王晓蓉;;一种新型吸附模型研究——在天然介质中以正十六烷低浓溶液为标准态[A];第三届全国环境化学学术大会论文集[C];2005年

2 张胜振;陈胜利;董鹏;姜凯;;不同合成介质中SAPO-11分子筛的合成、表征及正十六烷临氢异构化反应性能研究[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集（上）[C];2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 张建伟;正十六烷加氢异构化新型催化剂的研制及反应性能研究[D];黑龙江大学;2016年

，

本文编号：737578