酸处理的纳米ZSM-22沸石负载Pt催化剂对正十二烷的加氢异构化性能
2021-12-22朱焕杰张瑞琪白雪瑞
郭 亮,张 磊,张 伟,朱焕杰,张瑞琪,白雪瑞
(1.常州大学 华罗庚学院,江苏 常州 213164;2.常州大学 石油化工学院,江苏 常州 213164)
ZSM-22沸石是美国Mobile公司开发的一种高硅、微孔催化材料,具有TON拓扑结构框架,其主孔道结构是一维直线型十元环孔道,无交叉孔道,孔口尺寸为0.44 nm×0.55 nm,孔口直径略小于ZSM-5沸石(0.53 nm×0.56 nm)。由于ZSM-22沸石独特的孔道结构和适宜的孔口尺寸,其负载Pt构成的双功能催化剂在长链烷烃的加氢异构化反应中呈现较高的异构化选择性[1-2]。因此,其作为催化剂载体被广泛用于高质量的润滑油基础油生产过程中[3-5]。
一般地,传统的硅铝沸石材料,例如ZSM-22沸石具有较强的酸中心。在加氢异构反应过程中,ZSM-22沸石载体较强的酸中心容易引起裂化反应,导致异构产品收率降低[6]。为调变ZSM-22沸石的酸性质,研究人员做了大量的探索性研究工作,例如,利用同晶取代的方法,将Fe、Ga或B等引入到ZSM-22沸石骨架[7-8]。Liu等[7]成功合成Fe原子掺杂的ZSM-22沸石,其沸石表面的强酸中心Si—OH—Al 被Si—OH—Fe代替,表面的强酸中心大大减少,提高了异构体产物的选择性。最近,Niu等[8]合成非金属B物种掺杂的ZSM-22沸石,仅具有弱酸中心,对中间位置取代的异构烷烃具有很好的选择性;另一方面,在ZSM-22沸石合成过程中引入介孔分子筛如MCM-41等,成功合成了ZSM-22@MCM-41复合催化材料,不仅能够调变沸石酸性质,而且引入了介孔结构,促进了反应分子的扩散,提高其加氢异构化性能[9]。此外,研究者还采用后处理的方法调变ZSM-22沸石的酸性质,比如利用碱-酸溶液混合处理的方法、碱金属Mg2+或Ba2+等离子交换、氟硅酸铵脱铝补硅以及高温水蒸气处理的方法[10-12]。……