Y分子筛催化桥式四氢双环戊二烯异构化制备椅式四氢双环戊二烯

摘要

本文主要对分子筛催化桥式四氢双环戊二烯异构化制备椅式四氢双环戊二烯进行了研究，对影响分子筛异构化活性的因素及改性方法进行行了考察，并对反应工艺条件及催化剂再生进行了研究。 分子筛的活性主要与分子筛孔径和酸强度分布有关。研究表明，大孔径的Y分子筛最为适合作为大分子的异构化催化剂。在不同Y系列分子筛中，考察了不同阳离子种类、硅铝比和焙烧温度的影响。研究发现，具有较多中强酸位的H-USY(450℃活化)，具有最佳的催化异构化活性。 通过对H-USY和H-SSY进行F和NiO负载改性研究发现，中等负载量，适当的焙烧温度可使催化剂性能得到改善。通过对F负载改性Y分子筛的NH3-TPD表征发现，适量F元素的引入，在适宜的焙烧温度下，可以明显的改善催化体系的酸性位分布。具体表现为，强酸位下降，中强酸位增加；从而使得异构化反应有较好的椅式产物收率和选择性，并使得副产物金刚烷的收率下降。在负载改性催化剂中，以NH4F/SSY=6.62％，500℃焙烧时所得催化剂性能最佳。 通过对最佳催化体系进行工艺条件优化，较佳的反应工艺条件为：原料/催化剂=40.5g/9.0000g，反应温度195℃，空气气氛。Endo-THDCPD转化率为96.46％，Exo-THDCPD收率为93.12％，选择性为96.54％。反应后催化剂很快失活，需进行再生，研究表明，再生后，最佳催化体系和未改性H-USY活性均能恢复。研究发现，原料中微量氧化物可造成活性中心的中毒，结焦物堵塞孔道是催化剂失活的主要原因。 本文对异构机理进行了简单讨论，认为桥式四氢双环戊二烯正碳离子重排为椅式四氢双环戊二烯为动力学控制的过程，而桥式四氢双环戊二烯正碳离子重排为金刚烷正碳离子的过程为热力学控制的过程。因而强酸位利于生成较大浓度的正碳离子，因而有利于金刚烷的生成，相反中强酸位生成的正碳离子浓度较小，因而利于椅式产物的生成。

目录

文摘

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第一章文献综述

1.1椅式四氢双环戊二烯简介

1.1.1环戊二烯类高密度燃料发展

1.1.2.Exo-THDCPD的性能研究

1.1.3 Exo-THDCPD的应用

1.2四氢双环戊二烯异构化进展

1.2.1异构化制备Exo-THDCPD

1.2.2异构化制备金刚烷

1.3研究目的与研究内容

1.3.1研究目的及意义

1.3.2研究内容

第二章分子筛体系的筛选

2.1活性评价

2.1.1反应原料，设备及实验装置

2.1.2催化剂成型与活化

2.1.3实验步骤

2.1 4活性评价条件的初步确定

2.2样品分析与催化剂性能表征

2.2.1气相色谱分析

2.2.2红外光谱分析

2.2.3氨程序升温脱附

2.3分子筛催化体系的初步筛选

2.4 Y分子筛体系的筛选

2.4.1不同阳离子Y分子筛的筛选

2.4.2焙烧温度的考察

2.4.3硅铝比的影响

2.4.4催化剂表征

2.5小结

第三章金属离子交换改性H-SSY分子筛

3.1交换离子的选择

3.2催化剂制备

3.3催化剂活性评价

3.4催化剂表征

3.5小结

第四章负载型Y分子筛体系

4.1负载型Y分子筛

4.1.1载体的选择

4.1.2负载物的选择

4.2负载型催化剂的制备

4.3 F负载Y分子筛催化剂

4.3.1 F改性H-SSY分子筛

4.3.2 F改性H-USY分子筛

4.3.3两种载体的比较

4.4 NIO负载改性Y分子筛

4.4.1 NiO负载改性H-SSY分子筛

4.4.2 NiO负载H-USY分子筛

4.4.3两种载体的对比

4.5小结

第五章反应条件优化及催化剂再生研究

5.1工艺条件优化

5.1.1反应温度的影响

5.1.2催化剂浓度的影响

5.1.3反应气氛的影响

5.2反应机理的简单探讨

5.3催化剂再生

5.3.1失活催化剂

5.3.2催化剂再生考察

5.4失活机理探讨

5.4.1失活原因

5.4.2结焦产物分析

5.5小结

第六章结论及建议

6.1结论

6.2创新点

6.3建议

参考文献

附录

已完成论文：

致谢