Propiedades físicas y químicas generales del tamiz molecular MCM-22.
(1) Características de los poros: al medir las propiedades de adsorción del tamiz molecular MCM-22, se encontró que la forma del N en la isoterma de adsorción de MCM-22 es de tipo Langmuir II y su área de superficie específica BET puede alcanzar más de 500 m'/g. Según la distribución del tamaño de poro de la muestra MCM-22 calculada mediante el método H-K, la curva de distribución del tamaño de poro aparece con picos dobles (consulte la Figura 1-8). Se puede observar que tiene dos estructuras de poros regulares y su tamaño de poro promedio es de 0,5 nm. Debido a que MCM-22 está compuesto por un sistema de canales sinusoidales de 10 MR y una superjaula de 12 MR, su volumen de poros es mayor que el de ZSM-5, que se compone de canales transversales de 10 MR, y también es más grande que el tamiz molecular SSZ-24 con 12 MR unidimensional. Pero es más pequeño que los tamices moleculares tipo Y y Beta con un sistema de canales tridimensional 12MR.
(2) Acidez: como se muestra en el espectro NH;-TPD de MCM-22 que se muestra en la Figura 1-9, MCM-22 tiene dos intensidades de centros ácidos 96, y la temperatura máxima de desorción máxima del centro ácido débil se encuentra cerca de 254 grados. La temperatura máxima de desorción del centro de ácido fuerte se encuentra cerca de 431 grados, que es básicamente la misma que la de las moléculas ZSM-5.
Rendimiento catalítico del tamiz molecular MCM-22.
Debido a su estructura de poros única y características ácidas, las moléculas de MCM-22 muestran un buen rendimiento catalítico en muchos procesos de reacción, principalmente en los siguientes aspectos:
1Reacción de alquilación
MCM-22, MCM-49, MCM-56 y otras moléculas estructurales MWW son muy buenos catalizadores para la reacción de alquilación de olefinas y benceno. En el exterior, el MCM-22 se ha industrializado como proceso de conversión de hidrocarburos, especialmente la reacción de alquilación del benceno con etileno y propileno [0. En comparación con los tamices moleculares USY, Beta y ZSM-5, los tamices moleculares MWW tienen una alta selectividad para productos monoalquilos cuando la tasa de conversión de olefinas es alta y se eliminan subproductos como productos de oligomerización de olefinas, polialquilbenceno y componentes pesados. extraño. Además, el catalizador de tamiz molecular MCM-22 también tiene las características de condiciones de reacción suaves, baja proporción de benceno a eno y respeto al medio ambiente. Mengw et al. [1106] compararon el rendimiento de la reacción de alquilación de benceno y propileno entre tamices moleculares MCM-22 y Beta. Los resultados muestran que el tamiz molecular Beta con una estructura tridimensional de 12 canales MR tiene una mayor actividad de alquilación inicial, mientras que las moléculas MCM-22 con una superjaula de 12 MR y 10 canales MR tienen una mayor estabilidad de alquilación.
Cejka J et al. investigó el rendimiento de la reacción de alquilación de tolueno y propileno de tamices moleculares MCM-22 y MCM-58. Los resultados muestran que el tamiz molecular MCM-22 tiene una selectividad muy baja para el metilcumeno, mientras que el tamiz molecular ZSM-5 con un canal de 10 MR tiene una selectividad alta para el metilcumeno. Esto muestra que la reacción de alquilación de tolueno y propileno en el tamiz molecular MCM-22 puede ocurrir principalmente en la superficie exterior (o orificios 12MR) o en sitios ácidos cerca de la superficie exterior (o superjaula 12MR más cerca de la superficie exterior) 11071. Chen, L et al. 0] investigaron el efecto de la proporción de silicio a aluminio (20~60) sobre el rendimiento de alquilación de propileno y benceno de Tamiz molecular MCM-22. Los resultados muestran que cuando la proporción de silicio a aluminio es 40, la selectividad del cumeno y n-propilbenceno alcanza la más alta, y la selectividad del dicumeno y tricumeno alcanza la más baja.
2Reacción de aromatización
El tamiz molecular Ga-MCM-22 [9] se utiliza en la reacción de reformado y su rendimiento de aromatización es comparable al de Pt-Re/AlzO; Catalizador de metales preciosos. Los tamices moleculares Zn/MCM-22 y Ga/MCM-22 tienen alta actividad y selectividad para la reacción de aromatización de n-butano [109]. El tamiz molecular Mo/MCM-22 ha recibido mucha investigación en la reacción de aromatización del metano sin oxígeno. Su Yy10) y otros han demostrado que la actividad de los catalizadores Mo/MCM-22 y Mo/ZSM-5 son equivalentes, pero la selectividad y estabilidad de los primeros son significativamente mejores que las de los segundos: Bai Jie et al. [La investigación muestra que Mo/MCM-22 La razón de la alta estabilidad del catalizador puede ser que la superjaula 12 MR del tamiz molecular MCM-22 tiene una alta capacidad de retención de carbono.
3 craqueo catalítico
Corma et al. f2 utilizó n-heptano como materia prima para estudiar el rendimiento de craqueo de MCM-22. Los resultados mostraron que el rendimiento de craqueo catalítico del tamiz molecular MCM-22 está entre 10 MR moléculas y 12 MR moléculas. El tamiz molecular MCM-22[131 se utiliza como aditivo catalizador FCC. En comparación con las moléculas ZSM-5, su rendimiento total de gas y gas seco se reduce, las pérdidas de gasolina se reducen y las proporciones de propileno/propano y buteno/butano aumentan. Muestra que el tamiz molecular MCM-22 es un excelente aditivo catalizador para la producción de gasolina de nueva formulación. Sin embargo, la cantidad agregada de tamiz molecular MCM-22 es relativamente alta (fracción de masa 13%)3. Nuestro grupo de investigación aplicó MCM-22 al proceso de craqueo de olefinas C4 y C5 para producir etileno y propileno, y logró una buena selectividad de propileno.
Además, el tamiz molecular MCM-22 también se puede utilizar para la desproporción de tolueno. 51, ¡isomerización esquelética de 1-buteno!, oligomerización de olefinas, hidrocraqueo, eterificación, desulfuración, eliminación de NOx, isomerización esquelética por deshidrogenación de n-butano! y otras reacciones. . .