發(fā)布時(shí)間：2017-08-25 17:17

  本文關(guān)鍵詞：正十六烷加氫異構(gòu)化新型催化劑的研制及反應(yīng)性能研究

  更多相關(guān)文章： SAPO-31分子篩 雙功能催化劑 加氫異構(gòu)化 協(xié)同催化 正十六烷

【摘要】：本文合成了硅鋁比和離子交換程度不同的具有一維中孔結(jié)構(gòu)的ZSM-22分子篩,并采用等體積浸漬法制備了Pd/ZSM-22分子篩雙功能催化劑,分別采用XRD、SEM、XRF、N2物理吸附、29Si MAS NMR、31P MAS NMR、27Al MAS NMR、NH3-TPD、Py-IR和H2化學(xué)吸附等方法對(duì)其結(jié)構(gòu)、組成、形貌和酸性進(jìn)行了表征,并在固定床微型反應(yīng)器上進(jìn)行了正十六烷加氫異構(gòu)化反應(yīng)的催化性能評(píng)價(jià)。研究表明,因ZSM-22分子篩具有孔道擇形作用,Pd/ZSM-22催化劑在正十六烷加氫異構(gòu)化反應(yīng)中對(duì)單支鏈異十六烷具有較高的選擇性。以初始凝膠中SiO2/Al2O3為70合成的ZSM-22分子篩,焙燒除去模板劑后與Al2O3載體擠條成型后用Pd(NO3)2溶液浸漬制備的催化劑0.5Pd/Z22-C表現(xiàn)出最佳的催化性能,異十六烷收率高達(dá)71.0%。合成了引硅量不同的SAPO-11、SAPO-31和SAPO-5硅鋁磷酸鹽分子篩,并采用等體積浸漬法制備了Pd/SAPO-n(n=11、31、5)雙功能催化劑。研究結(jié)果表明,具有相同初始凝膠組成時(shí),酸量按以下順序遞減:SAPO-5SAPO-31SAPO-11,擔(dān)載0.5%Pd制備的雙功能催化劑在正十六烷加氫異構(gòu)化反應(yīng)中的催化反應(yīng)活性及異構(gòu)化選擇性存在較大差異。SAPO-5分子篩對(duì)異構(gòu)化產(chǎn)物無(wú)擇形性,且金屬位與酸性位的比值(CPd/CH+)的比值較低,難以實(shí)現(xiàn)金屬位與酸性位的協(xié)同催化作用,催化劑的反應(yīng)活性及異十六烷選擇性均較低。具有一維線(xiàn)性直孔道的Pd/SAPO-31與Pd/SAPO-11系列催化劑具有較高的反應(yīng)活性和異十六烷選擇性,具有圓形孔道的SAPO-31分子篩因?yàn)榭讖脚c單支鏈異構(gòu)體的動(dòng)力學(xué)尺寸更接近,對(duì)異構(gòu)化產(chǎn)物在孔道內(nèi)擴(kuò)散的限制作用更小,其金屬位與酸性位更匹配,異十六烷的收率更高。以0.5Pd/S31-0.6為催化劑對(duì)正十六烷的加氫異構(gòu)化反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化,適宜的反應(yīng)條件是:壓力為2MPa,質(zhì)量空速為4h-1,氫烴比(體積比)為500。考察了貴金屬種類(lèi)、鈀前驅(qū)體種類(lèi)及擔(dān)載量對(duì)Me/SAPO-31雙功能催化劑的物化性質(zhì)及正十六烷加氫異構(gòu)化反應(yīng)性能的影響。研究表明,Pt/SAPO-31催化劑具有更高的催化活性,但是異十六烷的選擇性較低。以二硝基四氨合鈀為鈀鹽前驅(qū)體制備的催化劑0.5Pd/S31(N)上金屬Pd的分散度最高,異十六烷選擇性低于以硝酸鈀為前驅(qū)體的催化劑,但多支鏈異構(gòu)烷烴的選擇性提高。通過(guò)調(diào)變金屬Pd的擔(dān)載量,研究了金屬位與酸性位的協(xié)同催化作用對(duì)催化劑活性和異十六烷選擇性的影響規(guī)律,當(dāng)Pd擔(dān)載量為0.5wt.%時(shí),金屬位與酸性位比值(CPd/CH+)達(dá)到0.189時(shí),兩種活性位相匹配,實(shí)現(xiàn)了協(xié)同催化作用。Pd/SAPO-31催化劑上異十六烷的收率達(dá)到最高值,在正十六烷轉(zhuǎn)化率為92.0%時(shí),異十六烷的收率高達(dá)88.1%。
【關(guān)鍵詞】：SAPO-31分子篩 雙功能催化劑 加氫異構(gòu)化 協(xié)同催化 正十六烷
【學(xué)位授予單位】：黑龍江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O643.36
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-11
• 第1章 緒論11-28
• 1.1 正構(gòu)烷烴加氫異構(gòu)化催化劑的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀11-20
• 1.1.1 雙功能催化劑上正構(gòu)烷烴加氫異構(gòu)化反應(yīng)機(jī)理12-15
• 1.1.2 雙功能催化劑的酸性位和金屬位15-20
• 1.2 雙功能催化劑酸性載體的合成方法20-25
• 1.2.1 硅鋁酸鹽沸石分子篩20-22
• 1.2.2 硅鋁磷酸鹽分子篩22-25
• 1.3 金屬位和酸性位的協(xié)同催化作用25-26
• 1.4 文獻(xiàn)總結(jié)及主要研究工作26-27
• 1.4.1 文獻(xiàn)總結(jié)26-27
• 1.4.2 主要研究工作27
• 1.5 課題來(lái)源27-28
• 第2章 實(shí)驗(yàn)部分28-37
• 2.1 原料和試劑28-29
• 2.2 主要儀器設(shè)備29
• 2.3 分子篩的合成29-31
• 2.3.1 SAPO-31分子篩的合成29-30
• 2.3.2 SAPO-11分子篩的合成30
• 2.3.3 SAPO-5 分子篩的合成30
• 2.3.4 ZSM-12分子篩的合成30-31
• 2.3.5 ZSM-22分子篩的合成31
• 2.4 雙功能催化劑的制備31-33
• 2.5 分子篩和催化劑的表征方法33-35
• 2.5.1 結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成表征方法33-34
• 2.5.2 酸性表征方法34
• 2.5.3 H2化學(xué)吸附34-35
• 2.6 催化劑反應(yīng)性能評(píng)價(jià)35-36
• 2.6.1 反應(yīng)裝置和產(chǎn)物分析35-36
• 2.6.2 反應(yīng)結(jié)果評(píng)價(jià)方法36
• 2.7 本章小結(jié)36-37
• 第3章 Pd/ZSM-22分子篩雙功能催化劑的制備及其催化反應(yīng)性能37-59
• 3.1 引言37
• 3.2 沸石分子篩基雙功能催化劑的反應(yīng)性能37-44
• 3.2.1 沸石分子篩的結(jié)構(gòu)和物化性質(zhì)37-42
• 3.2.2 Pd/沸石雙功能催化劑的反應(yīng)性能42-44
• 3.3 硅鋁比對(duì)ZSM-22分子篩結(jié)構(gòu)、酸性及正十六烷加氫異構(gòu)化反應(yīng)性能的影響44-49
• 3.3.1 硅鋁比對(duì)ZSM-22分子篩結(jié)構(gòu)和酸性的影響45-48
• 3.3.2 硅鋁比對(duì)Pd/ZSM-22分子篩催化反應(yīng)性能的影響48-49
• 3.4 離子交換程度對(duì)ZSM-22分子篩結(jié)構(gòu)、酸性及正十六烷加氫異構(gòu)化反應(yīng)性能的影響49-54
• 3.4.1 離子交換程度對(duì)ZSM-22分子篩結(jié)構(gòu)和酸性的影響50-52
• 3.4.2 離子交換程度對(duì)Pd/Z22正十六烷加氫異構(gòu)化反應(yīng)性能的影響52-54
• 3.5 ZSM-22分子篩基雙功能催化劑的制備方法對(duì)酸性及催化反應(yīng)性能的影響54-57
• 3.5.1 制備方法對(duì)酸性的影響54-55
• 3.5.2 制備方法對(duì)正十六烷加氫異構(gòu)化反應(yīng)性能的影響55-57
• 3.6 本章小結(jié)57-59
• 第4章 Pd/SAPO-31分子篩雙功能催化劑的制備及其催化反應(yīng)性能59-84
• 4.1 引言59
• 4.2 硅鋁磷酸鹽分子篩酸性載體的種類(lèi)對(duì)雙功能催化劑反應(yīng)性能的影響59-73
• 4.2.1 SAPO-n分子篩的結(jié)構(gòu)和物化性質(zhì)60-66
• 4.2.2 Pd/SAPO-n雙功能催化劑的反應(yīng)性能66-73
• 4.3 反應(yīng)條件對(duì)正十六烷加氫異構(gòu)化反應(yīng)性能的影響73-77
• 4.3.1 反應(yīng)壓力的影響73-74
• 4.3.2 反應(yīng)空速的影響74-76
• 4.3.3 反應(yīng)氫烴比的影響76-77
• 4.4 多級(jí)孔SAPO-31分子篩的合成、表征及正十六烷加氫異構(gòu)化反應(yīng)性能77-82
• 4.4.1 聚氧乙烯月桂醚對(duì)SAPO-31分子篩結(jié)構(gòu)、酸性的影響77-80
• 4.4.2 聚氧乙烯月桂醚對(duì)正十六烷加氫異構(gòu)化反應(yīng)性能的影響80-82
• 4.5 本章小結(jié)82-84
• 第5章 貴金屬種類(lèi)和擔(dān)載量對(duì)Me/SAPO-31正十六烷加氫異構(gòu)化反應(yīng)性能的影響84-102
• 5.1 引言84
• 5.2 貴金屬種類(lèi)對(duì)Me/SAPO-31正十六烷加氫異構(gòu)化反應(yīng)性能的影響84-95
• 5.2.1 貴金屬種類(lèi)的影響84-91
• 5.2.2 貴金屬前驅(qū)體種類(lèi)的影響91-95
• 5.3 金屬擔(dān)載量對(duì)Pd/SAPO-31結(jié)構(gòu)、酸性及正十六烷加氫異構(gòu)化反應(yīng)性能的影響95-100
• 5.3.1 貴金屬擔(dān)載量對(duì)結(jié)構(gòu)和酸性的影響95-97
• 5.3.2 貴金屬擔(dān)載量對(duì)正十六烷加氫異構(gòu)化反應(yīng)的影響97-100
• 5.4 本章小結(jié)100-102
• 結(jié)論102-104
• 參考文獻(xiàn)104-111
• 致謝111-112
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及專(zhuān)利112-113

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本文編號(hào)：737578