zsm-5分子篩在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用

zsm-5分子篩在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用

堿溶液溶解和改性處理眾所周知，酸處理方法是從支撐框架中去除元素，改變支撐結(jié)構(gòu)中硅鋁比的相關(guān)性質(zhì)，并對近年來的分子篩堿進(jìn)行新興的分子篩堿處理。根據(jù)所使用的堿溶液濃度不同,可以大致歸分為堿溶液溶解和堿溶液改性兩種過程。一般來說,堿溶液溶解所使用的堿濃度要高于堿溶液改性使用的堿濃度。堿溶解會造成分子篩骨架崩塌,并有部分骨架單元被溶解到堿液中;而堿改性則是在沒有改變分子篩結(jié)構(gòu)的情況下,選擇性的脫除了分子篩骨架硅物種。目前這兩方面都已經(jīng)有了一些研究,但研究者對堿處理過程的理解還不統(tǒng)一。1高硅沸石在堿溶液中的溶解機(jī)理?i?mek等?i?mek等沸石溶解機(jī)理和溶解動力學(xué)方程也是研究的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。?i?mek等(1)由于溶液中OH-的作用而導(dǎo)致的Si-O-Si和Si-O-Al鍵斷裂,可溶性硅酸鹽、鋁酸鹽和硅鋁酸鹽的形成,并且從被溶解固體的表面脫落(正向反應(yīng));(2)液相中可溶性物種之間的反應(yīng)或它們在(與)待溶解固體表面的反應(yīng)而導(dǎo)致的固相(無定形和/或晶態(tài)二氧化硅)或者甚至不同的水合硅酸鈉的形成(逆向反應(yīng))。并在上述溶解機(jī)理的基礎(chǔ)上建立了活化高硅沸石在堿溶液中的溶解動力學(xué)方程。Inagaki張瑛2分子篩的性能用適當(dāng)濃度的堿液對分子篩進(jìn)行處理,可以在一定程度上改善分子篩的酸性質(zhì)和孔分布,降低硅鋁比,增大孔體積,從而增強(qiáng)分子篩的擴(kuò)散性能及催化裂解性能。2.1堿改變對亞硝子篩形狀的影響堿改性后ZSM-5的形貌會發(fā)生顯著的變化2.2堿改性對分子篩化學(xué)組成和硅鋁比的影響王殿中等Ogura等2.3空穴形成孔結(jié)構(gòu)的原因ZSM-5分子篩經(jīng)堿改性脫除部分硅之后,形成空穴或造成分子篩的一部分結(jié)構(gòu)崩塌,從而對分子篩的比表面積及孔體積造成影響。Ogura等比較ZSM-5沸石經(jīng)堿改性前后的酸性2.4最佳堿轉(zhuǎn)化處理?xiàng)l件的優(yōu)化Groen2.5堿改性過程中的機(jī)理雖然廣大研究者已經(jīng)認(rèn)為堿改性可以作為一種使分子篩引入介孔的后處理途徑,但是對堿改性過程的認(rèn)識并不完全統(tǒng)一,尤其對介孔的形成機(jī)理也有不同的理解。目前存在的共有三種機(jī)理。Suzuki王殿中等人Jung等人雖然對介孔形成的機(jī)理還各有說法,但是目前大多數(shù)人所持有的觀點(diǎn)還是和Ogura等2.6堿改性對分子篩擴(kuò)散性能的影響Groen等人2.7介孔的影響Ogura等同時(shí),苯脈沖注入的研究表明穿過微孔沸石的擴(kuò)散能力受到介孔的影響,樣品中形成的介孔數(shù)量、苯色譜峰的半峰寬以及催化活性之間存在明顯的依賴關(guān)系,這也表明介孔的存在促進(jìn)了反應(yīng)物的擴(kuò)散和催化活性。因此,Ogura等Jung3分子篩孔結(jié)構(gòu)的控制分子篩堿改性技術(shù)可以選擇性的脫除分子篩骨架上的硅原子,形成梯級分布的分子篩孔道體系。研究表明,改性后的分子篩在保持原微孔特性的基礎(chǔ)上,引入了一定數(shù)量的介孔,增強(qiáng)了分子篩的裂解活性。然而,要想準(zhǔn)確的控制分子篩孔道體系的介孔、微孔分布,就必須認(rèn)識堿處理過程中硅鋁比