甲醇芳构化中催化剂酸性对脱烷基、烷基化和异构化反应的影响

张金贵 骞伟中 汤效平 沈葵 王彤 黄晓凡 魏飞

引用本文: 张金贵, 骞伟中, 汤效平, 沈葵, 王彤, 黄晓凡, 魏飞. 甲醇芳构化中催化剂酸性对脱烷基、烷基化和异构化反应的影响[J]. 物理化学学报, 2013, 29(06): 1281-1288. doi: 10.3866/PKU.WHXB201304101 shu
Citation:  ZHANG Jin-Gui, QIAN Wei-Zhong, TANG Xiao-Ping, SHEN Kui, WANG Tong, HUANG Xiao-Fan, WEI Fei. Influence of Catalyst Acidity on Dealkylation, Isomerization and Alkylation in MTA Process[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(06): 1281-1288. doi: 10.3866/PKU.WHXB201304101 shu

甲醇芳构化中催化剂酸性对脱烷基、烷基化和异构化反应的影响

  • 基金项目:

    国家高技术研究发展计划(863)(2012AA051003)资助项目 (863)(2012AA051003)

摘要:

在Zn/P/ZSM-5催化剂上研究了甲醇、二甲苯、甲苯和甲醇等不同进料下芳烃产品分布随反应积碳的变化, 发现催化剂积碳对芳构化反应、脱烷基反应和烷基化反应的影响不同. 在不同硅铝摩尔比(Si/Al 比)和Zn负载量的Zn/P/ZSM-5 催化剂上进行甲醇转化, 考察催化剂酸性位点强度、密度和类型与芳烃收率和产品分布之间的关系, 发现当强酸位点酸密度下降时, 脱烷基反应最先被抑制, 其次是芳构化反应和异构化反应, 而烷基化反应却不受影响. 在Si/Al 比为14, 3% (w) Zn 负载量的Zn/P/ZSM-5 催化剂上可得到75%左右的芳烃收率, 二甲苯收率在35%左右, 具有重要的工业应用前景.

English

    1. [1]

      (1) Olsbye, U.; Svelle, S.; Bjorgen, M.; Beato, P.; Janssens, T. V.W.; Joensen, F.; Bordiga, S.; Lillerud, K. P. Angew. Chem. Int. Edit. 2012, 51, 2. doi: 10.1002/anie.201107584

      (1) Olsbye, U.; Svelle, S.; Bjorgen, M.; Beato, P.; Janssens, T. V.W.; Joensen, F.; Bordiga, S.; Lillerud, K. P. Angew. Chem. Int. Edit. 2012, 51, 2. doi: 10.1002/anie.201107584

    2. [2]

      (2) Keil, F. J. Microporous Mesoporous Mat. 1999, 29, 49. doi: 10.1016/S1387-1811(98)00320-5(2) Keil, F. J. Microporous Mesoporous Mat. 1999, 29, 49. doi: 10.1016/S1387-1811(98)00320-5

    3. [3]

      (3) Stocker, M. Microporous Mesoporous Mat. 1999, 29, 3. doi: 10.1016/S1387-1811(98)00319-9(3) Stocker, M. Microporous Mesoporous Mat. 1999, 29, 3. doi: 10.1016/S1387-1811(98)00319-9

    4. [4]

      (4) Zaidi, H. A.; Pant, K. K. Catal. Today 2004, 96, 155. doi: 10.1016/j.cattod.2004.06.123(4) Zaidi, H. A.; Pant, K. K. Catal. Today 2004, 96, 155. doi: 10.1016/j.cattod.2004.06.123

    5. [5]

      (5) Freeman, D.;Wells, R. P. K.; Hutchings, G. J. J. Catal. 2002,205, 358. doi: 10.1006/jcat.2001.3446(5) Freeman, D.;Wells, R. P. K.; Hutchings, G. J. J. Catal. 2002,205, 358. doi: 10.1006/jcat.2001.3446

    6. [6]

      (6) Freeman, D.;Wells, R. P. K.; Hutchings, G. J. Chem. Commun.2001, 1754.(6) Freeman, D.;Wells, R. P. K.; Hutchings, G. J. Chem. Commun.2001, 1754.

    7. [7]

      (7) Ni, Y. M.; Peng,W. Y.; Sun, A. M.; Mao,W. L.; Hu, J. L.; Li, T.;Li, G. X. J. Ind. Eng. Chem. 2010, 16, 503. doi: 10.1016/j.jiec.2010.03.011(7) Ni, Y. M.; Peng,W. Y.; Sun, A. M.; Mao,W. L.; Hu, J. L.; Li, T.;Li, G. X. J. Ind. Eng. Chem. 2010, 16, 503. doi: 10.1016/j.jiec.2010.03.011

    8. [8]

      (8) Lopez-Sanchez, J. A.; Conte, M.; Landon, P.; Zhou,W.; Bartley,J. K.; Taylor, S. H.; Carley, A. F.; Kiely, C. J.; Khalid, K.;Hutchings, G. J. Catal. Lett. 2012, 142, 1049. doi: 10.1007/s10562-012-0869-2(8) Lopez-Sanchez, J. A.; Conte, M.; Landon, P.; Zhou,W.; Bartley,J. K.; Taylor, S. H.; Carley, A. F.; Kiely, C. J.; Khalid, K.;Hutchings, G. J. Catal. Lett. 2012, 142, 1049. doi: 10.1007/s10562-012-0869-2

    9. [9]

      (9) Tian, T.; Qian,W. Z.; Sun, Y. J.; Cui, Y.; Lu, Y. Y.;Wei, F.Modern Chemical Industry 2009, 29, 55. [田涛, 骞伟中, 孙玉建, 崔宇, 卢俨俨, 魏飞. 现代化工, 2009, 29, 55.](9) Tian, T.; Qian,W. Z.; Sun, Y. J.; Cui, Y.; Lu, Y. Y.;Wei, F.Modern Chemical Industry 2009, 29, 55. [田涛, 骞伟中, 孙玉建, 崔宇, 卢俨俨, 魏飞. 现代化工, 2009, 29, 55.]

    10. [10]

      (10) Tian, T.; Qian,W. Z.; Tang, X. P.; Yun, S.;Wei, F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 3305. [田涛, 骞伟中, 汤效平,恽松, 魏飞. 物理化学学报, 2010, 26, 3305.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20101228(10) Tian, T.; Qian,W. Z.; Tang, X. P.; Yun, S.;Wei, F. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 3305. [田涛, 骞伟中, 汤效平,恽松, 魏飞. 物理化学学报, 2010, 26, 3305.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20101228

    11. [11]

      (11) Wang, J. Y.; Li,W. H.; Hu, J. X. Journal of Fuel Chemistry and Technology 2009, 37, 607. [王金英, 李文怀, 胡津仙. 燃料化学学报, 2009, 37, 607.](11) Wang, J. Y.; Li,W. H.; Hu, J. X. Journal of Fuel Chemistry and Technology 2009, 37, 607. [王金英, 李文怀, 胡津仙. 燃料化学学报, 2009, 37, 607.]

    12. [12]

      (12) Kecskemeti, A.; Barthos, R.; Solymosi, F. J. Catal. 2008, 258,111. doi: 10.1016/j.jcat.2008.06.003(12) Kecskemeti, A.; Barthos, R.; Solymosi, F. J. Catal. 2008, 258,111. doi: 10.1016/j.jcat.2008.06.003

    13. [13]

      (13) Choudhary, V. R.; Panjala, D.; Banerjee, S. Appl. Catal. A 2002,231, 243. doi: 10.1016/S0926-860X(02)00061-3(13) Choudhary, V. R.; Panjala, D.; Banerjee, S. Appl. Catal. A 2002,231, 243. doi: 10.1016/S0926-860X(02)00061-3

    14. [14]

      (14) Inoue, Y.; Nakashiro, K.; Ono, Y. Microporous Mat. 1995, 4,379. doi: 10.1016/0927-6513(95)00020-A(14) Inoue, Y.; Nakashiro, K.; Ono, Y. Microporous Mat. 1995, 4,379. doi: 10.1016/0927-6513(95)00020-A

    15. [15]

      (15) Bjørgen, M.; Svelle, S.; Joensen, F.; Nerlov, J.; Kolboe, S.;Bonino, F.; Palumbo, L.; Bordiga, S.; Olsbye, U. J. Catal. 2007,249, 195. doi: 10.1016/j.jcat.2007.04.006(15) Bjørgen, M.; Svelle, S.; Joensen, F.; Nerlov, J.; Kolboe, S.;Bonino, F.; Palumbo, L.; Bordiga, S.; Olsbye, U. J. Catal. 2007,249, 195. doi: 10.1016/j.jcat.2007.04.006

    16. [16]

      (16) Adebajo, M. O.; Long, M. A. Catal. Commun. 2003, 4, 71. doi: 10.1016/S1566-7367(02)00259-5(16) Adebajo, M. O.; Long, M. A. Catal. Commun. 2003, 4, 71. doi: 10.1016/S1566-7367(02)00259-5

    17. [17]

      (17) Lukyanov, D. B.; Gnep, N. S.; Guisnet, M. R. Ind. Eng. Chem. Res. 1995, 34, 516. doi: 10.1021/ie00041a012(17) Lukyanov, D. B.; Gnep, N. S.; Guisnet, M. R. Ind. Eng. Chem. Res. 1995, 34, 516. doi: 10.1021/ie00041a012

    18. [18]

      (18) Olson, D. H.; Kokotailo, G. T.; Lawton, S. L.; Meler,W. M.J. Phys. Chem. 1981, 85, 2238. doi: 10.1021/j150615a020(18) Olson, D. H.; Kokotailo, G. T.; Lawton, S. L.; Meler,W. M.J. Phys. Chem. 1981, 85, 2238. doi: 10.1021/j150615a020

    19. [19]

      (19) Joshi, Y. V.; Thomson, K. T. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 12825.doi: 10.1021/jp712071k(19) Joshi, Y. V.; Thomson, K. T. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 12825.doi: 10.1021/jp712071k

    20. [20]

      (20) Olson, D. H.; Haag,W. O. ACS Symp. Ser. 1984, 248, 275. doi: 10.1021/symposium(20) Olson, D. H.; Haag,W. O. ACS Symp. Ser. 1984, 248, 275. doi: 10.1021/symposium

    21. [21]

      (21) Mirth, G.; Cejka, J.; Lercher, J. A. J. Catal. 1993, 139, 24. doi: 10.1006/jcat.1993.1003(21) Mirth, G.; Cejka, J.; Lercher, J. A. J. Catal. 1993, 139, 24. doi: 10.1006/jcat.1993.1003

    22. [22]

      (22) Guisnet, M.; Gnep, N. S.; Morin, S. Microporous Mesoporous Mat. 2000, 35 -36, 47.(22) Guisnet, M.; Gnep, N. S.; Morin, S. Microporous Mesoporous Mat. 2000, 35 -36, 47.

    23. [23]

      (23) Ivanova, I. I.; Corma, A. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 547. doi: 10.1021/jp961468k(23) Ivanova, I. I.; Corma, A. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 547. doi: 10.1021/jp961468k

    24. [24]

      (24) Tsai, T.; Liu, S.;Wang, I. Appl. Catal. A 1999, 181, 355. doi: 10.1016/S0926-860X(98)00396-2(24) Tsai, T.; Liu, S.;Wang, I. Appl. Catal. A 1999, 181, 355. doi: 10.1016/S0926-860X(98)00396-2

    25. [25]

      (25) Serra, J. M.; Guillon, E.; Corma, A. J. Catal. 2004, 227, 459.doi: 10.1016/j.jcat.2004.08.006(25) Serra, J. M.; Guillon, E.; Corma, A. J. Catal. 2004, 227, 459.doi: 10.1016/j.jcat.2004.08.006

    26. [26]

      (26) Zheng, S. R.; Heydenrych, H. R.; Jentys, A.; Lercher, J. A.J. Phys. Chem. B 2002, 106, 9552. doi: 10.1021/jp014091d(26) Zheng, S. R.; Heydenrych, H. R.; Jentys, A.; Lercher, J. A.J. Phys. Chem. B 2002, 106, 9552. doi: 10.1021/jp014091d

    27. [27]

      (27) Bibby, D. M.; Howe, R. F.; Mclellan, G. D. Appl. Catal. A 1992,93, 1. doi: 10.1016/0926-860X(92)80291-J(27) Bibby, D. M.; Howe, R. F.; Mclellan, G. D. Appl. Catal. A 1992,93, 1. doi: 10.1016/0926-860X(92)80291-J

    28. [28]

      (28) Benito, P. L.; Gayubo, A. G.; Aguayo, A. T.; Olazar, M.; Bilbao,J. Ind. Eng. Chem. Res. 1996, 35, 3991. doi: 10.1021/ie950462z(28) Benito, P. L.; Gayubo, A. G.; Aguayo, A. T.; Olazar, M.; Bilbao,J. Ind. Eng. Chem. Res. 1996, 35, 3991. doi: 10.1021/ie950462z

    29. [29]

      (29) Biscardi, J. A.; Meitzner, G. D.; Iglesia, E. J. Catal. 1998, 179,192. doi: 10.1006/jcat.1998.2177(29) Biscardi, J. A.; Meitzner, G. D.; Iglesia, E. J. Catal. 1998, 179,192. doi: 10.1006/jcat.1998.2177

    30. [30]

      (30) El-Malki, E. M.; Van Santen, R. A.; Sachtler,W. M. H. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 4611. doi: 10.1021/jp990116l(30) El-Malki, E. M.; Van Santen, R. A.; Sachtler,W. M. H. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 4611. doi: 10.1021/jp990116l

    31. [31]

      (31) Bhan, A.; Delgass,W. N. Catal. Rev. 2008, 50, 19. doi: 10.1080/01614940701804745

      (31) Bhan, A.; Delgass,W. N. Catal. Rev. 2008, 50, 19. doi: 10.1080/01614940701804745

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  807
  • 文章访问数:  1597
  • HTML全文浏览量:  78
文章相关
  • 发布日期:  2013-05-17
  • 收稿日期:  2013-01-16
  • 网络出版日期:  2013-04-10
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章