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ZSM-5分子筛作为FCC汽油降烯烃增产芳烃过程中的重要催化剂,对于提高石化行业经济效益具有重要意义。由于分子筛再生过程面临高温水热环境,分子筛容易发生骨架脱铝,导致B酸减少,使催化剂的芳构化性能降低。因此,为了认识烯烃芳构化反应过程,水热老化对ZSM-5分子筛芳构化性能的影响,本文设计了七组分子筛催化剂,通过多种表征手段及1-己烯、甲基环己烷模型化合物的反应评价,研究了不同分子筛的芳构化反应过程,水热老化对分子筛结构、活性中心及芳构化性能的影响,并通过锌、磷改性提高了ZSM-5分子筛芳构化功能的水热稳定性。以1-己烯为模型化合物,在固定床微反上考察了硅铝比（SiO2/Al2O3,摩尔比）同为60的ZSM-5、ZSM-11和硅铝比同为25的ZSM-5、Beta三种分子筛的芳构化性能,其芳烃收率分别为34.6 wt%,33.7 wt%,30.2 wt%,10.3 wt%,氢转移指数分别为7.09、4.07、6.15、9.39。结果表明分子筛的三维孔道结构和较大的孔径尺寸都有利于氢转移反应的发生,ZSM-5分子筛的芳构化性能最好。分别用离子交换法和浸渍法负载等量锌进行改性,发现锌的引入能明显提高分子筛的芳构化性能,离子交换法得到的Zn（ex）-ZSM-5催化剂的芳烃收率最高,达到37.1 wt%。比较H-ZSM-5、ZnNa-ZSM-5、ZnH-ZSM-5三种不同活性中心分子筛的芳构化反应,其芳烃收率分别为24.7 wt%、20.4 wt%、35.6 wt%,而氢转移指数分别为6.62、0.55、5.59,产生的氢气量分别为0.12 wt%、0.69 wt%、1.09 wt%,说明氢转移反应对芳烃的生成具有重要作用,Zn-L酸中心对脱氢反应具有重要贡献,金属和酸双功能催化剂既可以保持较高的氢转移能力又可以促进脱氢反应的进行,从而促进了芳构化反应。对ZSM-5、Zn（ex）-ZSM-5、Zn（im）-ZSM-5（浸渍法制备）分子筛催化剂进行了650℃、水热4 h的老化处理,Py-IR表征发现水热老化明显降低了样品的B酸酸量。进而以1-己烯为进料的芳构化反应评价结果发现,老化后其芳烃收率分别从24.7 wt%、37.1 wt%、30.2 wt%,下降到6.1 wt%,9.8 wt%,8.9 wt%,其中氢转移指数分别从6.62、6.12、6.15下降到0.49、0.45、0.44,上述结果证明芳构化性能降低的一个重要原因是水热老化降低了B酸中心上发生的氢转移反应。对ZSM-5、Zn（ex）-ZSM-5和水热老化的ZSM-5-st、Zn（ex）-ZSM-5-st进行甲基环己烷的芳构化反应评价,结果发现Zn（ex）-ZSM-5在水热老化前后的芳烃选择性基本不变,老化后催化剂的芳烃中甲苯含量明显上升,而甲苯的生成主要与Zn-L酸中心有关,说明水热老化对Zn-L酸中心的脱氢性能影响较小。通过1H和27Al NMR表征研究发现,高温水热过程主要破坏的是分子筛的桥式羟基,使B酸量显著降低,在水热过程中锌物种有较高的水热稳定性;XPS表征发现水热对锌物种的化学环境影响很小。对Zn（ex）-ZSM-5、Zn（im）-ZSM-5分子筛进行磷辅助改性,并对水热老化后的分子筛进行1-己烯芳构化反应评价,可以发现磷的引入使老化分子筛的芳烃收率明显增加,芳烃收率由9.8 wt%、8.9 wt%提高到13.6 wt%、13.1 wt%,氢转移指数由0.45、0.44提高到0.83、0.80,说明磷的引入更多的是提高B酸中心的水热稳定性,降低水热过程对分子筛氢转移能力的影响。