環(huán)己烯水合催化劑失活機(jī)理和穩(wěn)定性改善研究.pdf

1、催化劑失活給工業(yè)生產(chǎn)帶來很不利的影響,研究其失活原因,對如何防止催化劑失活以及改善催化劑的穩(wěn)定性,保持良好的催化性能,也是催化研究者需要解決的問題。
　　 本論文在實(shí)驗(yàn)室自制大顆粒HZSM-5催化劑取得成果的基礎(chǔ)上,采用自制大顆粒HZSM-5催化劑,解決了催化劑顆粒過細(xì)造成的催化劑流失、回收困難等問題,研究了積炭、顆粒大小、骨架脫鋁、使用時間和再生次數(shù)等對催化劑穩(wěn)定性的影響,同時對催化劑的穩(wěn)定性改善進(jìn)行了研究。
　　 首

2、先,在漿式反應(yīng)器中研究了HZSM-5催化劑的失活行為和原因,發(fā)現(xiàn)積炭有機(jī)物是造成HZSM-5催化劑失活的主要原因。采用FT-IR、NH3-TPD、TG-DTG、GC-MS等方法對失活催化劑和積炭有機(jī)物組分進(jìn)行表征,積炭有機(jī)物主要是二環(huán)己基醚、二聚環(huán)己烯等,同時從水合熱力學(xué)和動力學(xué)對催化劑的失活原因進(jìn)行了分析。
　　 其次,考察了兩種商業(yè)催化劑(NK和JP)、自制小顆粒和大顆粒催化劑的穩(wěn)定性,發(fā)現(xiàn)自制大顆粒催化劑在運(yùn)行300 h后

3、仍具有較好的穩(wěn)定性;隨后,對其又進(jìn)行了1200 h的穩(wěn)定性考察,發(fā)現(xiàn)隨著使用時間增加,使用壽命縮短,再生次數(shù)增加,失活速率明顯加快;同時從不同反應(yīng)時間催化劑微觀結(jié)構(gòu)的變化分析了催化劑的失活原因,發(fā)現(xiàn)骨架鋁的脫落使與烯烴發(fā)生水合作用的強(qiáng)酸逐漸減少,進(jìn)一步加快了催化劑的失活,是導(dǎo)致催化劑不可再生的主要原因。
　　 還研究了骨架脫鋁和補(bǔ)鋁對催化劑穩(wěn)定性的影響。隨著水熱處理時間的增加,骨架鋁不斷從骨架中脫落,Br(o)nsted酸明顯降

4、低,活性和選擇性也明顯降低,但分子篩晶體結(jié)構(gòu)基本完好。采用自身鋁源補(bǔ)鋁后催化劑活性不能恢復(fù),主要是鋁源不足;采用外加鋁源補(bǔ)鋁后催化劑的活性基本得到恢復(fù),主要是鋁源較充足,Br(o)nsted酸得到了基本恢復(fù),進(jìn)行100 h穩(wěn)定性考察后,催化劑仍具有很高的活性,說明外加鋁源也可進(jìn)入分子篩骨架,顯示出較好的穩(wěn)定性。
　　 最后,采用不同非金屬元素對催化劑穩(wěn)定性改善進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)微量硼進(jìn)入分子篩骨架后對活性和選擇性影響較小,而其具有