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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(diǎn)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(shí)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(duì)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(píng)價(jià)了催化劑對(duì)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(shí),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(duì)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(duì)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(shí)具有最佳的催化性能。與Ni/WO3/ZrO2催化劑相比,摻雜堿土金屬M(fèi)g、Ca、Sr、Ba的量約為0.2wt%時(shí),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(shí)后偏三甲苯的轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定在44.5%左
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