论文部分内容阅读
本文通过预置晶种法合成了纳米尺度的ZSM-5分子筛,通过XRD、N2物理吸附、SEM、NH3-TPD、Py-IR等手段对样品的结构和酸性进行表征,并在微型固定床反应装置上分别考察了反应温度、质量空速、载气流速和反应压力对纳米ZSM-5分子筛催化己烯-1芳构化反应性能的影响,确定了最优的反应条件：反应温度T=480℃、质量空速WHSV＝2.0 h-1、载气流速QN2= 75 ml/min、反应压力P= 0.5Mpa。采用预置晶种法分别原位合成了Ga和Zn同晶置换的纳米ZSM-5分子筛,并对其结构和酸性进行表征,研究不同杂原子和引入量对同晶置换的纳米ZSM-5分子筛的酸性、结构以及催化己烯-1芳构化反应性能的影响。结果表明,Ga和Zn同晶置换改性均使纳米ZSM-5分子筛L酸强度增强,酸量减少,B酸强度减弱,B/L值下降,但前者的B酸量增加,而后者的B酸量减少,Zn同晶置换的纳米ZSM-5分子筛对B/L值的调变范围更宽；在催化己烯-1芳构化反应中,Ga和Zn的引入均能有效提高分子筛催化芳构化反应的选择性和稳定性,样品Ga-HNZ5和Zn(4:6)Al-HNZ5分别具有最高的芳构化选择性；Ga同晶置换的纳米ZSM-5分子筛具有更高的C9以上芳烃选择性,而Zn同晶置换的纳米ZSM-5分子筛C6-8芳烃选择性更高。分别用不同浓度的NaOH溶液对Zn部分同晶置换的纳米ZSM-5分子筛Zn(4:6)Al-HNZ5进行碱处理改性,考察了NaOH浓度对分子筛酸性、结构及其催化芳构化反应性能的影响。结果表明,适当浓度的NaOH溶液处理能有效洗脱Zn同晶置换纳米ZSM-5分子筛中的无定形物种,改善其扩散性能的同时对酸性构成进行微调,使其催化己烯-1芳构化反应性能有所提高。使用浸渍法引入Zn对硅铝和硅镓酸盐纳米ZSM-5分子筛进行改性,考察了不同Zn担载量对分子筛酸性、结构以及催化己烯-1芳构化反应性能的影响。结果表明Zn的引入能使B酸强度降低,酸量减少,L酸强度增强,酸量增加；分别担载2.0 wt.%和1.0 wt.%的Zn能使样品硅铝酸盐和硅镓酸盐纳米ZSM-5分子筛的芳构化选择性达到61.6%和66.8%。以硅铝酸盐、硅镓酸盐以及Zn部分同晶置换的纳米ZSM-5分子筛为催化剂,分别以己烯-1、己烷、己烯与己烷不同比例的混合原料以及全馏分FCC汽油为原料,考察了原料组成对催化剂芳构化反应性能的影响。结果表明低氢碳比的原料具有更高的芳构化选择性,烷烃的存在会降低烯烃的芳构化活性；经三个样品处理后,FCC汽油中芳烃组分的含量分别提高了25%、33.%和35%,马达法辛烷值提高7个单位以上,且Ga和Zn同晶置换改性的纳米ZSM-5分子筛比硅铝酸盐纳米ZSM-5分子筛具有更高的反应稳定性。