改性WO3-ZrO2上偏三甲苯異構化反應研究.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，其缺點是反應過程中的副反應-歧化反應較多，造成生產(chǎn)成本高。因此研制開發(fā)一種新型的催化劑應用于偏三甲苯異構化，有效抑制它的歧化反應具有現(xiàn)實意義。WO3/ZrO2催化劑具有強酸性、無腐蝕性、較好的熱穩(wěn)定性，其酸強度，結構，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)等技術對催化劑的結構，氧化還原性和酸性進行了表征；并在固定床反應裝置上評價了催化劑對偏三甲苯異構化反應催化性能。結果表明，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；當催化劑中鎢含量達到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、鎢含量和鎳負載量對其催化活性的影響，結果表明，W負載量為10wt％，焙燒溫度為800℃，Ni負

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上抑制了主要副反應-歧化反應的發(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，結果表明該催化劑上偏三甲苯異構化反應具有良好的穩(wěn)定性能，反應110小時后偏三甲苯的轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定在44.5％左