AlMCM-41催化劑上正庚烷的異構(gòu)化研究.pdf

1、臨氫異構(gòu)化是石油加工過(guò)程中的重要反應(yīng),將正構(gòu)烷烴異構(gòu)化為相應(yīng)的異構(gòu)體,在提高汽油的辛烷值方面有廣泛的應(yīng)用.隨著世界范圍內(nèi)對(duì)環(huán)保的重視,新的汽油標(biāo)準(zhǔn)要求降低芳烴、烯烴的含量,禁止使用醚類(lèi)添加劑,這些高辛烷值組分含量的降低促進(jìn)了對(duì)高辛烷值添加組分的需求.使得通過(guò)烷烴異構(gòu)化提高汽油辛烷值的研究在世界范圍內(nèi)備受關(guān)注.本文利用水熱法合成了AlMCM-41型分子篩,以AlMCM-41為載體,制備了負(fù)載鎳雙功能催化劑,研究了Ni/AlMCM-41上正

2、庚烷的異構(gòu)化反應(yīng),詳細(xì)討論了催化劑的制備條件及反應(yīng)條件的改變對(duì)庚烷異構(gòu)化反應(yīng)性能的影響,并對(duì)催化劑進(jìn)行了一系列表征.得到的主要結(jié)果如下:(1)對(duì)AlMCM-41的還原條件的考察發(fā)現(xiàn),還原溫度、還原H<,2>流速的大小與其催化性質(zhì)是密切相關(guān)的.還原溫度為410℃時(shí),催化劑活性最大,轉(zhuǎn)化率達(dá)到70﹪,而異構(gòu)產(chǎn)物選擇性為44.5﹪,繼續(xù)升高溫度時(shí),催化劑上的B酸逐漸向L酸轉(zhuǎn)化,過(guò)高溫度使金屬鎳粒子燒結(jié),導(dǎo)致異構(gòu)化活性下降.當(dāng)還原H<,2>流速

3、在15～50ml/min之間變化時(shí),隨著還原H<,2>流速的增加,催化劑的活性先逐漸升高,然后下降,在H<,2>流速為20～30ml/min之間時(shí)催化性能較好.(2)反應(yīng)條件的改變對(duì)反應(yīng)產(chǎn)生重要的影響,反應(yīng)溫度從250℃升高到320℃,庚烷轉(zhuǎn)化率先增大后減小,而異構(gòu)選擇性下降,反應(yīng)溫度為300℃,H<,2>/C<,7>=12時(shí),異構(gòu)產(chǎn)物的最大收率達(dá)到了30﹪,實(shí)驗(yàn)選擇300℃為最佳的反應(yīng)溫度.在6h的反應(yīng)時(shí)間內(nèi),考察了催化劑的活性變化,

4、隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,庚烷轉(zhuǎn)化率下降了20﹪,而異構(gòu)選擇性緩慢的增加.(3)當(dāng)Ni的負(fù)載量從1-6﹪逐漸增大,當(dāng)Ni含量為3-4﹪時(shí),正庚烷的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大值70﹪,而異構(gòu)化選擇性也達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值,因此,本實(shí)驗(yàn)金屬的最佳負(fù)載量是3﹪-4﹪.當(dāng)Si/Al比在15-50范圍內(nèi)變化時(shí),Si/Al=20時(shí)轉(zhuǎn)化率達(dá)到較大值,異構(gòu)產(chǎn)物的量相對(duì)穩(wěn)定,我們認(rèn)為3-4﹪Ni與AlMCM-41(Si/Al=20)達(dá)到了金屬與酸位的良好匹配.(4)通過(guò)XRD表

5、征可知,在衍射角為2°時(shí)出現(xiàn)(100)晶面的特征衍射峰,表明所合成的樣品為中孔結(jié)構(gòu)的AlMCM-41分子篩.BET測(cè)定表明樣品具有較高的比表面(925.41m<'2>/g)和規(guī)則的孔徑(平均孔徑40.32A),負(fù)載金屬后,比表面和孔徑均下降,且AlMCM-41(Si/Al=20)具有較大的孔容(0.79cc/g).通過(guò)Py-IR表征可知,AlMCM-41具有B酸位(1620cm<'-1>)和L酸位(1454cm<'-1>).AlMCM-