Propriedades físicas e químicas gerais da peneira molecular MCM-22
(1) Características dos poros: Ao medir as propriedades de adsorção da peneira molecular MCM-22, descobriu-se que a forma de N na isoterma de adsorção MCM-22 é do tipo Langmuir II, e sua área de superfície específica BET pode atingir mais de 500 m'/g. De acordo com a distribuição do tamanho dos poros da amostra MCM-22 calculada pelo método H-K, a curva de distribuição do tamanho dos poros aparece com picos duplos (veja a Figura 1-8). Pode-se observar que possui duas estruturas de poros regulares e seu tamanho médio de poro é de 0,5 nm. Como o MCM-22 é composto por um sistema de canal sinusoidal de 10 MR e uma supergaiola de 12 MR, seu volume de poros é maior que o do ZSM-5, que é composto por canais cruzados de 10 MR, e também é maior que a peneira molecular SSZ-24 com 12 MR unidimensional. Mas é menor que as peneiras moleculares tipo Y e Beta com sistema tridimensional de canais 12MR.
(2) Acidez: conforme mostrado no NH;-espectro TPD do MCM-22 mostrado na Figura 1-9, o MCM-22 tem duas intensidades de centros ácidos 96, e a temperatura máxima do pico de dessorção do centro ácido fraco está localizada perto de 254 graus. A temperatura máxima do pico de dessorção do centro de ácido forte está localizada perto de 431 graus, que é basicamente a mesma das moléculas ZSM-5.
Desempenho catalítico da peneira molecular MCM-22
Devido à sua estrutura de poros única e características ácidas, as moléculas MCM-22 apresentam bom desempenho catalítico em muitos processos de reação, principalmente nos seguintes aspectos:
1Reação de alquilação
MCM-22, MCM-49, MCM-56 e outras moléculas estruturais de MWW são catalisadores muito bons para a reação de alquilação de olefinas e benzeno. No exterior, o MCM-22 tem sido industrializado como processo de conversão de hidrocarbonetos, principalmente a reação de alquilação do benzeno com etileno e propileno [0. Em comparação com as peneiras moleculares USY, Beta e ZSM-5, as peneiras moleculares MWW têm alta seletividade para produtos monoalquil quando a taxa de conversão de olefinas é alta e subprodutos como produtos de oligomerização de olefinas, polialquil benzeno e componentes pesados são eliminados. cru. Além disso, o catalisador de peneira molecular MCM-22 também possui características de condições de reação suaves, baixa proporção de benzeno para eno e respeito ao meio ambiente. Meng w et al. [1106] compararam o desempenho da reação de alquilação de benzeno e propileno entre as peneiras moleculares MCM-22 e Beta. Os resultados mostram que a peneira molecular Beta com estrutura tridimensional de canais de 12 MR possui maior atividade de alquilação inicial, enquanto as moléculas MCM-22 com supercage de 12 MR e canais de 10 MR apresentam maior estabilidade de alquilação.
Cejka J et al. investigou o desempenho da reação de alquilação de tolueno e propileno das peneiras moleculares MCM-22 e MCM-58. Os resultados mostram que a peneira molecular MCM-22 tem uma seletividade muito baixa para o metilcumeno, enquanto a peneira molecular ZSM-5 com canal de 10 MR tem uma alta seletividade para o metilcumeno. Isso mostra que a reação de alquilação de tolueno e propileno na peneira molecular MCM-22 pode ocorrer principalmente na superfície externa (ou furos 12MR) ou em locais ácidos próximos à superfície externa (ou supergaiola 12MR mais próxima da superfície externa) 11071.Chen, L et al. 0] investigaram o efeito da proporção de silício para alumínio (20 ~ 60) no desempenho de alquilação de propileno e benzeno de Peneira molecular MCM-22. Os resultados mostram que quando a proporção silício-alumínio é 40, a seletividade do cumeno e do n-propilbenzeno atinge a mais alta, e a seletividade do dicumeno e do tricumeno atinge a mais baixa.
2Reação de aromatização
A peneira molecular Ga-MCM-22 [9] é usada na reação de reforma e seu desempenho de aromatização é comparável ao Pt-Re/AlzO; catalisador de metal precioso. As peneiras moleculares Zn/MCM-22 e Ga/MCM-22 possuem alta atividade e seletividade para reação de aromatização de n-butano [109]. A peneira molecular Mo/MCM-22 recebeu muitas pesquisas na reação de aromatização do metano sem oxigênio. Su Yy10) e outros mostraram que a atividade dos catalisadores Mo/MCM-22 e Mo/ZSM-5 são equivalentes, mas a seletividade e a estabilidade dos primeiros são significativamente melhores que os últimos: Bai Jie et al. [A pesquisa mostra que Mo/MCM-22 A razão para a alta estabilidade do catalisador pode ser que a supergaiola de 12 MR da peneira molecular MCM-22 tem uma alta capacidade de retenção de carbono.
3 Craqueamento catalítico
Corma et al. f2 usou n-heptano como matéria-prima para estudar o desempenho de craqueamento do MCM-22. Os resultados mostraram que o desempenho do craqueamento catalítico da peneira molecular MCM-22 está entre moléculas de 10MR e moléculas de 12MR. A peneira molecular MCM-22[131 é usada como aditivo de catalisador FCC. Em comparação com as moléculas ZSM-5, seus rendimentos totais de gás e gás seco são reduzidos, as perdas de gasolina são reduzidas e as proporções de propileno/propano e buteno/butano são aumentadas. Mostra que a peneira molecular MCM-22 é um excelente aditivo catalisador para a produção de gasolina de nova formulação. No entanto, a quantidade adicionada de peneira molecular MCM-22 é relativamente alta (fração de massa 13%)3. Nosso grupo de pesquisa aplicou o MCM-22 no processo de craqueamento de olefinas C4 e C5 para produção de etileno e propileno, e obteve boa seletividade do propileno.
Além disso, a peneira molecular MCM-22 também pode ser usada para desproporcionamento de tolueno! 51, isomerização esquelética de 1-buteno!, oligomerização de olefinas, hidrocraqueamento, eterificação, dessulfurização, eliminação de NOx, desidrogenação de n-butano, isomerização esquelética! e outras reações. . .