ZSM-5催化劑成型技術(shù)及其甲苯歧化性能.pdf

1、對(duì)二甲苯(PX)主要用于制取對(duì)苯二甲酸，是聚酯工業(yè)的主要原料。采用甲苯歧化技術(shù)將甲苯轉(zhuǎn)化成高附加值的對(duì)二甲苯和苯已成為進(jìn)一步發(fā)展PX 工業(yè)的重要研究課題。 本論文綜述了以ZSM-5 沸石分子篩為活性組分的甲苯擇形歧化沸石催化劑的研究新進(jìn)展。以甲苯轉(zhuǎn)化率及對(duì)二甲苯選擇性為主要考察指標(biāo)，研究了HZSM-5 組分的硅鋁比、前水熱處理、后水熱處理、成型助劑對(duì)化學(xué)液相沉積(CLD)改性效果的影響；詳細(xì)考察了所制備的一種高選擇性催化劑的穩(wěn)

2、定性，以及工藝條件對(duì)甲苯轉(zhuǎn)化率和對(duì)二甲苯選擇性的影響。主要結(jié)果如下：當(dāng)HZSM-5 粉體硅鋁比增加時(shí)，催化劑活性降低，產(chǎn)物二甲苯分布為熱力學(xué)平衡值；經(jīng)過(guò)硅改性后，在活性為24.4％的HZSM-5(38)上，對(duì)二甲苯最大選擇性為74.0％，收率為8.9％，二次硅改性催化劑仍能保持較高的活性。采用100％常壓水蒸氣處理HZSM-5 粉體（前水熱處理），發(fā)現(xiàn)在較低的處理溫度區(qū)間內(nèi)，經(jīng)過(guò)水蒸氣處理的粉體樣品的甲苯歧化活性明顯提高，在320℃下處

3、理的樣品，其活性比原粉的38.1％提高了近10 個(gè)百分點(diǎn)；硅二次沉積改性后，320℃下催化劑在27.1％的活性下能達(dá)到94.9％的對(duì)二甲苯選擇性以及11.0％的收率。 水蒸氣后處理(催化劑成型后的水蒸氣處理)結(jié)果表明，二次硅改性的成型催化劑，在較低溫度即320℃下，能夠獲得25.7％的活性和90.1％的對(duì)二甲苯選擇性以及9.4％的收率。其活性隨處理溫度的提高而遞減，對(duì)二甲苯的選擇性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，基本與前水熱處理的規(guī)律

4、相同。 成型助劑的加入對(duì)ZSM-5 催化性能的研究表明，成型助劑含量為5％、10％、15％、20％的四種催化劑的對(duì)二甲苯選擇性均高于97％，活性一般都高于19％，而10％成型助劑含量的催化劑活性為20.8％，且B/X(苯與二甲苯的摩爾比值)較低(<1.3)。通過(guò)改變液時(shí)空速，對(duì)5％、10％、15％成型助劑含量的催化劑進(jìn)行考察，10％助劑量樣品的催化反應(yīng)性能較為優(yōu)良。 采用成型助劑含量為10％催化劑，在反應(yīng)溫度為440

5、℃、壓力1.2 Mpa(表)、重量液時(shí)空速WHSV 3.0 h-1、氫烴摩爾比為2.0 時(shí)，進(jìn)行160 h 的甲苯歧化穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)，表明該催化劑具有穩(wěn)定的轉(zhuǎn)化率(≈22.0％)和穩(wěn)定的選擇性(≈96.9％)。工藝條件研究表明，高壓、較低溫度、低液時(shí)空速有利于對(duì)二甲苯的選擇性生成。例如，甲苯歧化反應(yīng)中甲苯轉(zhuǎn)化率從400 ℃時(shí)的8.4％上升到480 ℃時(shí)的32.1％，而對(duì)二甲苯的選擇性從400℃的97.9％降低到480℃時(shí)的94.6％，B/X