改性WO3-ZrO2上偏三甲苯異構(gòu)化反應(yīng)研究.pdf

1、均三甲苯是具有廣泛用途的化工原料。國內(nèi)生產(chǎn)均三甲苯主要采用偏三甲苯異構(gòu)化法，所采用的催化劑一般為一些改性的沸石，其缺點是反應(yīng)過程中的副反應(yīng)-歧化反應(yīng)較多，造成生產(chǎn)成本高。因此研制開發(fā)一種新型的催化劑應(yīng)用于偏三甲苯異構(gòu)化，有效抑制它的歧化反應(yīng)具有現(xiàn)實意義。WO3/ZrO2催化劑具有強(qiáng)酸性、無腐蝕性、較好的熱穩(wěn)定性，其酸強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)，組成元素均可調(diào)。
　　 本文采用浸漬法制備WO3/ZrO2，Ni/WO3/ZrO2及堿土金屬(Mg、C

2、a、Sr、Ba)改性的WO3/ZrO2，Ni/WO3/ZrO2，利用X射線粉末衍射(XRD)、H2程序升溫還原(H2-TPR)、氨氣程序升溫脫附(NH3-TPD)等技術(shù)對催化劑的結(jié)構(gòu)，氧化還原性和酸性進(jìn)行了表征；并在固定床反應(yīng)裝置上評價了催化劑對偏三甲苯異構(gòu)化反應(yīng)催化性能。結(jié)果表明，WO3/ZrO2經(jīng)一定溫度焙燒后ZrO2的物相主要以四方相存在，只有少量單斜相；當(dāng)催化劑中鎢含量達(dá)到15wt％時，催化劑表面出現(xiàn)WO3晶相；摻雜適量的堿土金

3、屬使ZrO2的相變過程發(fā)生變化，有少量四方相的ZrO2向單斜相轉(zhuǎn)變。引入Ni降低了WOx的還原溫度，催化劑由單一的酸中心變成了典型的雙功能催化劑。堿土金屬添加增強(qiáng)了WO3與ZrO2載體之間的相互作用，使得WO3更難被深度還原；添加堿土金屬使得催化劑表面酸強(qiáng)度降低。催化劑的制備條件對其催化活性有很大的影響。研究了Ni/WO3/ZrO2中焙燒溫度、鎢含量和鎳負(fù)載量對其催化活性的影響，結(jié)果表明，W負(fù)載量為10wt％，焙燒溫度為800℃，Ni負(fù)

4、載量為0.3wt％時具有最佳的催化性能。與Ni/WO3/ZrO2催化劑相比，摻雜堿土金屬Mg、Ca、Sr、Ba的量約為0.2wt％時，催化劑的異構(gòu)化性能得到明顯改善。堿土金屬摻雜在提高均三甲苯收率的基礎(chǔ)上抑制了主要副反應(yīng)-歧化反應(yīng)的發(fā)生，使均三甲苯的選擇性得到明顯的提高?？疾炝薓g含量為0.2wt％的Ni/WO3/ZrO2穩(wěn)定性能，結(jié)果表明該催化劑上偏三甲苯異構(gòu)化反應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性能，反應(yīng)110小時后偏三甲苯的轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定在44.5％左