環(huán)己烯水合催化劑失活機理和穩(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。
　　 本論文在實驗室自制大顆粒HZSM-5催化劑取得成果的基礎上,采用自制大顆粒HZSM-5催化劑,解決了催化劑顆粒過細造成的催化劑流失、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)定性改善進行了研究。
　　 首

2、先,在漿式反應器中研究了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物組分進行表征,積炭有機物主要是二環(huán)己基醚、二聚環(huán)己烯等,同時從水合熱力學和動力學對催化劑的失活原因進行了分析。
　　 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行300 h后

3、仍具有較好的穩(wěn)定性;隨后,對其又進行了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;同時從不同反應時間催化劑微觀結構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)生水合作用的強酸逐漸減少,進一步加快了催化劑的失活,是導致催化劑不可再生的主要原因。
　　 還研究了骨架脫鋁和補鋁對催化劑穩(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,但分子篩晶體結構基本完好。采用自身鋁源補鋁后催化劑活性不能恢復,主要是鋁源不足;采用外加鋁源補鋁后催化劑的活性基本得到恢復,主要是鋁源較充足,Br(o)nsted酸得到了基本恢復,進行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)定性改善進行了研究,發(fā)現(xiàn)微量硼進入分子篩骨架后對活性和選擇性影響較小,而其具有