改性nay分子篩研究nay分子篩制備及其表征畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 質幾乎都是由高嶺土經特殊工藝轉化而成，由于催化劑強酸主要來自其中 Y 型沸石的 B 酸中心，而弱酸中心主要來自晶化反應的堿抽高嶺土中的 Al2O3 的 L 酸中心和分子篩的弱酸中心。當用含磷溶液處理樣品時，磷酸鹽水解生成磷酸，磷酸與樣品的 B 酸中心反應時，OH 被 H2PO4取代，即磷羥基取代了硅鋁羥基，由于兩者的電負性相近(OH 為 ，H 2PO4為 )，橋羥基變成了端羥基，因而磷的引入導致其強酸中心數下降，酸強度降低。而磷酸與 Al2O3 的 L 酸中心發生的反應時，在磷含量較低時，樣品表面羥基較多，易和磷酸形成多鍵及二鍵結構，由于多重鍵的形成，將會減少可利用的表面羥基及暴露的鋁原子數目，使得樣品 Al2O3 酸量及酸強度下降，綜合磷對高嶺土型催化劑中沸石和基質兩方面的作用，催化劑的總酸量、弱酸量和強酸量降低，中強酸的酸量增加。圖 是兩種催化劑的程序升溫氨脫附（NH 3TPD）圖，主要用于鑒別催化劑的固體酸強度。 HDc b. 對比劑 QD圖 催化劑的 NH3TPD 圖比較圖 和圖 的程序升溫熱脫附測試圖發現：a ）催化劑 HDc 在175℃和 200℃處的吸附特性與 QD 相近；b）兩種催化劑 300400℃有較大差別，HDc 的吸附量大 QD；c ） HDc 催化劑的總算量（ TPD 圖積分面積）大于 QD對比劑。 催化劑活性為了考察催化劑的微型反應活性指數及水熱穩定性，在微反評價裝置(MAT)上做了相應的測試，下表是兩種催化劑在 800℃/100% 水蒸汽不同老化時間的微活指數，從表中看出：①催化劑 HDc 不同老化時間的微活指數均高于對比劑 QD，具有較高的催化活性。②HDc 催化劑經 17 小時老化微活指數下降 %，而對比劑QD 微活指數下降 %，說明 HDc 催化劑具有良好的水熱穩定性，隨老化時間的增加微活指數的下降速度較慢，所以，HDc 催化劑的水熱穩定性優于對比劑 HDc 催化劑。 表 催化劑的不同老化時間微活指數老化時間 活性指數（％）催化劑 HDc 對比劑 QD4 小時 10 小時 17 小時 注：800℃，100%水蒸汽4045505560657075800 5 10 15 20老 化 時 間 (h)MAT(%) 催 化 劑 HDc對 比 劑 QD圖 催化劑的不同老化時間活性指數 抗重金屬污染能力（1）裂化催化劑鎳中毒機理沉積在 FCC 平衡催化劑表面的鎳主要以 NiAl2O4 和 Ni2O3 的形式存在，也有少量 NiO，Ni 可部分替代 H 進入分子篩晶格中，從而降低分子篩酸性中心的酸強度，Ni 亦可與非骨架鋁作用形成 Ni 的鋁酸鹽，減小非骨架鋁的數目，這將影響沸石的酸度，從而影響沸石酸性中心的靜電場，并改變分子篩的催化性質。（2）裂化催化劑釩中毒機理釩對沸石的中毒主要表現在使沸石結晶度下降，比表面積和孔體積減少，裂化活性降低。釩對沸石的破壞程度取決于釩的濃度、水熱條件和沸石的類型。水在沸石釩中毒過程中起著重要作用，在水蒸氣存在的條件下，V 2O5 會發生以下反應：V2O5（L）+3H 2O(G) → 2H 2VO4(G)為模擬工業催化劑在裝置上受重全屬鎳釩影響的實際應用情況，按照所需污染量，將釩鎳定量浸漬到催化劑上，將樣品在 120℃ 下烘干，然后在 540℃下焙燒 2h 即得污染催化劑樣品，然后在 800℃、100 水蒸汽老化 4 小時后測定污染樣品的活性，結果見表 和圖 表 催化劑不同釩鎳污染量時的活性指數活性指數（％）鎳：釩(4:1)污染量/ppm催化劑 HDc 對比劑 QD0 4000 8000 12022 表注：800℃，100%水蒸汽老化 4 小時在表 中列出了，當釩鎳污染量達到 12022ppm 時，HDC 催化劑微活指數為 %，對比劑 QD 僅為 26%，說明 HDC 催化劑具有較強的抗重金屬釩鎳污染能力。203040506070800 2022 4000 6000 8000 10000 12022 14000V/ppmMAT(%) QDHDc圖 催化劑不同釩鎳(4:1) 污染量時的活性指數 催化劑選擇性為了考察催化劑的選擇性，將兩種催化劑在 800℃、100%水蒸汽老化 4 小時后測定其產品分布，原料使用減壓渣油。結果見表 。表 催化劑的選擇性項目 HDc QD干氣，m% 液化氣，m% 汽油，m% 柴油，m% 重油，m% 焦炭，m% 總液收，m% 輕收，m% 轉化率 從表 看出：HDc 催化劑具有更高的轉化率，可能老化時間短，導致兩種催化劑的轉化率都相對偏高；HDc 的干氣偏高，這是不利的，其原因可能是由于催化劑老化時間又短，導致活性太高，產生過裂化所導致的；HDc 催化劑對汽油具有較好的選擇性；其它特性如總液收、輕質油收率等 HDc 都表現出一定的優勢。3 結 論本文通過合成出 NaY 沸石晶化微球，通過銨根離子、稀土離子、磷酸二氫銨等進行改性、并通過兩次焙燒，經由分析交換后母液來求得催化劑各成分含量后，進行催化劑性能評價，主要得到如下結論：（1）交換后催化劑上鈉、稀土、鋁、鐵含量分別為%、 %、% 、 %，總 Na2O 交換度達到 %，成品催化劑的Na2O 含量達到工業催化劑的要求。（2）催化劑 HDC 的結晶度為 34 %，基本滿足商用催化劑對結晶度的要求；催化劑 HDc 的比表面積和孔體積分別為 m2g1 和 mL?g1 均大于對比劑 QD 的 312 m2g1 和 mL?g1。 ，從比表面和孔體積角度說明催化劑 HDc對反應物分子有更好的吸附、擴散和可接近性。（3）通過對催化劑 HDC 和對比劑 QD 進行程序升溫脫附發現，a）催化劑HDC 在 175 ℃和 200 ℃ 處的吸附特性與 QD 相近； b）兩種催化劑 300400 ℃有較大差別，HDC 的吸附量大與對比劑 QD；c） HDC 催化劑的總算量（TPD圖積分面積）大于對比劑 QD。（4）催化劑理化性質和性能評價通過常規化學分析方法、磨損指數儀及 XRD 分析得 HDC 和 QD 磨損指數及結晶度分別為 %h%h 1；328；可知 HDa 結晶度較高、抗磨損性能較好；利用 BET 氮氣吸附法考察了 HDa 的比表面及孔體積得出催化劑HDc 的比表面積及孔體積大于對比劑 QD，從比表面和孔體積角度說明催化劑HDc 對反應物分子有更好的吸附、擴散和可接近性；利用 MAT 考察了 800 oC、100 %水蒸氣老化 4h、7h、17h 和不同釩鎳污染量的 HDC 和 QD 的微反活性，得出 HDC 與對比劑 QD 相比具有更高的催化活性、抗釩鎳污染能力、選擇性能優異。致 謝本論文是在導師張永明教授的精心指導下完成的。張老師淵博的理論知識、敏銳的學術洞察力、嚴謹的治學態度、精益求精的工作作風以及求實創新的科研精神使我深受教誨。張永明老師不僅在學術上悉心教導，而且在生活方面常常給予我很大的幫助。張老師誨人不倦的高尚師德、嚴以律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠。在這里不僅使我樹立了遠大的學術目標，掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。這半年多實驗室工作的經歷，是我一生中難忘的旅途，也將是我一份寶貴的凈勝財富。在此想張老師致以崇高的敬意和誠摯的感謝。感謝李福榮師兄、李瑞濤師兄、黃臘梅師姐的指導，以及晏和勇、張兵波、王朝鮮、陳中恒同學在實驗過程中給予的熱情的幫助。感謝多年來父母對我的養育之恩，每當我遇到困難、感到無助的時候，他們總是給予我極大的鼓勵和動力，去面對一切，在此我獻上衷心的祝福。本文還引用了大量的珍貴文獻和學術觀點，在此一并謝忱。參考文獻[1] 中國科學院大連化學物理研究所分子篩組編. 沸石分子篩[M], 北京: 科學出版社,1978. a) pp, 119 b) pp. 5962.[2] 蔡連國, 許永權, 陳建峰 , 等. 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