接枝Al-MCM-41的制备及在n-C临氢异构中的应用

摘要

正构烷烃异构化是调变碳氢燃料化学组成与性能的重要手段，广泛应用于制备高热安定性燃料，改善汽油辛烷值，柴油凝点和十六烷值，以及润滑油粘温性能等领域。
　　 本文以ACH为铝源，采用后处理接枝法制备了一系列Al-MCM-41分子筛，系统研究了接枝条件对分子筛硅铝比、孔结构与表面性质、酸性酸量的影响规律。并以接枝Al-MCM-41为载体，制备了0.5 wt％Pt/Al-MCM-41双功能催化剂，初步研究了其催化正十二烷异构化反应的性能。结论如下：
　　 随着Al的引入，分子筛的比表面积和孔径、孔容略有下降，但并未破坏其介孔结构。受接枝剂中Al137+的存在状态和MCM-41表面羟基浓度的限制，通过提高接枝浓度和延长接枝时间，向分子筛中引入的铝含量有限，而采用二次接枝法可以制备高铝含量的Al-MCM-41。在实验范围内，L酸量逐步提高，而B酸量先增后降。研究还证实了，接枝Al-MCM-41的热稳定性与水热稳定性均优于直接合成的Al-MCM-41。
　　 采用等体积浸渍法，制备了不同硅铝比的0.5 wt％Pt/Al-MCM-41双功能催化剂，初步研究了温度、压力、空速、氢烃比等因素对正十二烷临氢异构反应的影响。结果表明：采用硅铝比为13的催化剂，在320℃，3.0MPa，质量空速1.0h-1，氢烃比15的操作条件下，正十二烷转化率达到84.1％，异构产物选择性为63.7％。

目录

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第一章 文献综述

1.1烷烃临氢异构化的研究背景

1.2烷烃临氢异构化的反应机理

1.2.1反应热力学和动力学分析

1.2.2异构化的双功能反应机理

1.2.3异构化的择形催化机理

1.3长链烷烃异构化双功能催化剂

1.3.1活性金属

1.3.2酸性载体

1.4课题选择与实验内容

第二章 实验部分

2.1实验原料

2.2催化剂的制备

2.2.1载体Si-MCM-41的预处理

2.2.2接枝法制备Al-MCM-41

2.2.3活性组分Pt的负载

2.3催化剂表征方法

2.3.1 X射线荧光分析(XRF)

2.3.2 X射线衍射(XRD)

2.3.3 N2吸附/脱附等温曲线

2.3.4固体魔角自旋核磁共振(27Al-MAS NMR)

2.3.5吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)

2.4异构化性能评价方法

2.4.1实验装置

2.4.2反应性能评价

2.5分析仪器及方法

2.5.1气质联用仪

2.5.2气相色谱仪

2.6数据处理

第三章 Al-MCM-41的制备与表征

3.1接枝浓度对Al-MCM-41分子筛的影响

3.1.1硅铝比的影响

3.1.2晶相结构的影响

3.1.3孔道结构的影响

3.1.4骨架结构的影响

3.1.5酸性及酸量的影响

3.2接枝时间对Al-MCM-41分子筛的影响

3.2.1硅铝比的影响

3.2.2晶相结构的影响

3.2.3孔道结构的影响

3.2.4骨架结构的影响

3.2.5酸性及酸量的影响

3.3焙烧温度对Al-MCM-41分子筛的影响

3.3.1硅铝比的影响

3.3.2晶相结构的影响

3.3.3孔道结构的影响

3.3.4骨架结构的影响

3.3.5酸性及酸量的影响

3.4接枝次数对Al-MCM-41分子筛的影响

3.4.1硅铝比的影响

3.4.2晶相结构的影响

3.4.3孔道结构的影响

3.4.4骨架结构的影响

3.4.5酸性及酸量的影响

3.5 Al-MCM-41直接合成法和接枝法的对比

3.5.1样品的热稳定性实验

3.5.2样品的水热稳定性实验

3.6本章小结

第四章 Pt/Al-MCM-41上n-C12的临氢异构化

4.1催化剂硅铝比对n-C12异构化反应的影响

4.2工艺条件对n-C12异构化反应的影响

4.2.1反应温度的影响

4.2.2反应压力的影响

4.2.3质量空速的影响

4.2.4氢烃摩尔比的影响

4.3本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢