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本文对重芳烃加氢脱烷基制备苯、甲苯、二甲苯(BTX)反应进行了详细的催化研究,借助体系内物质的热力学数据,建立了该体系的反应网络,并进行了热力学分析。
采用等体积浸渍法,以过渡金属的氧化物为活性组分,以HZSM-5、Hp、HMCM-49、HMCM-22和HMCM-56分子筛为载体制备了一系列重芳烃加氢脱烷基催化剂,并考察了不同催化剂的反应性能。研究结果表明,MoO3和NiOx是较好的活性组分;Hβ和HMCM-56是较适宜的催化剂载体。不同负载量的MoO3/HZSM-5系列催化剂中以15%M0O3/HZSM-5催化剂反应性能最好;进一步研究了NiOx/HMCM-56催化剂上NiOx负载量、反应温度、重量空速及添加贵金属对反应性能的影响。结果表明,当NiOx负载量低于6%时,负载量对催化性能影响显著;在6%NiOx/HMCM-56催化剂上,在490℃、3.0 MPa、3.62 h-1、氢烃体积比为1600的反应条件下,BTX收率、C9+芳烃转化率和BTX选择性分别达到67.58%、57.46%和85.03%;引入贵金属后该催化剂的催化性能及稳定性都有所提高。
结合XRD、FTIR、NH3-TPD、Py-IR等表征手段,对部分催化剂进行了详细的研究。通过对MoO3/HZSM-5系列催化剂的活性组分分布、酸量、酸强度的研究,发现负载量对催化反应性能影响较大,负载量低时,催化剂的活性中心少,而负载量过大则造成分子筛孔道阻塞,MoO3达到单层分散时反应性能最好;NiOx负载在HMCM-56上的情况类似;催化剂的酸强度和酸量对重芳烃加氢脱烷基反应来讲有一个较佳值,并非越大越好。