ZSM-5/Y复合过程中出现晶体硬化石墨是什么晶体情况

维普资讯 第 2 卷 第 9期  5Vo .25 1  No.9  催  化  学  报 C iee o r a fC tls   hns J u n l  aayi   o s20 0 4年 9月  S p e e  0 4 e t mb r2
0  文 章 缩 号 :0 5 ―8 7 2 0 )90 1 -6 2 39 3 ( 0 4 0 ―7 50  研 究 论 文 :7 5~7 0 1 2 Z M./ 复 合 分 子 筛 的酸 性 及 其 重 油 催 化 裂化 性 能  S 5Y陈 洪 林 , 申 宝 剑 , 潘 惠 芳     ( 油 大 学 ( 京 ) 工 学 院 重 质 油 国 家 重 点 实 验 室 ,C P 催 化 重 点 实 验 室 ,北 京 1 2 4 ) 石 北 化 NC 0 2 9 摘 要 : S 5 Y 是 本 研 究组 合 成 的一 种 新 型 复合 分 子 筛 材 料 .用 “ 次 交 换 , 次 焙 烧 ” Z M一/ 两 两 和磷 酸 氢 二 铵 浸 渍 方 法 对 该 复 合 分 子  筛 材 料 进 行 了改 性 , 用 红 外 光 谱 表 征 了复 合 分 子 筛 的 酸 性 , 究 了磷 改 性 对 复 合 分 子 筛 样 品 羟 基 区 谱 学 性 质 的 影 响 , 与  采 研 并 相 应 的 机 械 混 合 分 子 筛 样 品进 行 了对 比 .红 外 光 谱 数 据 表 明 , 改 性 后 复 合 分 子 筛 的 B 酸 ( 要 是 中强 酸 ) 加 , 机 械 混 合  磷 主 增 而 分 子 筛 在 各 个 酸 强 度 区域 的 B酸 量 和 L酸 量 都 减 少 .以 新 疆 重 油 为 原 料 考 察 了 改 性 后 复 合 分 子 筛 样 品 和 机 械 混 合 分 子 筛 样  品 的 催 化 裂 化 性 能 .与 相 应 的 机 械 混 合 分 子 筛 催 化 剂 相 比 , 改 性 复 合 分 子 筛 催 化 剂 具 有 较 高 的 柴 油 选 择 性 , 柴 油 产 率 增  磷 其 加 了 4 1 百分点 , 汽比增加 了 0 1 , .个 柴 . 1 总轻 油 产 率 与 机 械 混 合 分 子 筛 相 当 .用 气 体 产 物 中 的 C MR( 化 机 理 比 ) C / 4比  裂 和 3C 值 分 析 了 复 合 分 子 筛 的催 化 性 能 与 其 聚 集 体 结 构 的 关 系 .   关 键 词 :Z M一 子 筛 ,Y分 子 筛 ,复 合 分 子 筛 , 性 , 油 , 化 裂 化  S 5分 酸 重 催中 图 分 类 号 : 6 3TQ5  O 4/ 3 文献 标 识 码 :A  Ac diy a   t l tc Pe f r a e o   M - Y  m p s t   i t   nd Ca a y i   r o m nc   f ZS 5/ Co o ieZe lt  o   a y Oi Cr c i g o ie f r He v   l a k n    C N  o gi , HE   a j n ,P N H i n   HE H n l S N B oi   n a A   uf g a( tt Ke  a o a oyo Sa e y L b r tr fHe v   l rcs n   a y Oi P oe ig,T eK   a r tr     aay i o N C,F c l   ,   s h  e L b aoy o C tls   y o J s fC P a u t o’ y  C e c lEn iern h mi   g ne ig,Unv ri  JPerlu ,B i n  0 2 9,C ia) a iest o   toe m y e ig 1 2 4 j hn  Ab ta t t de  fc mp st  lc lrs v  a ay t  r  ey a t e S be ti  e r lu rf ig p o e ss sr c :S u iso o o i moe ua i e c tlssae v r  ci   U jc n p toe m  ei n   r c se  e e v na d h v   e ev d m u h a t n i n i  e e ty a s n   a e r c ie   c   te t  n r c n   e r .A  o e  r c d r  o   h   r p r to   f Z o n v l o e u e f rt e p e a a i n o   SM 一 / c mp st  p 5 Y  o o i ez oie ha  e   e e o e   y i   iu wo se   dr he ma  r sa l a in o   s nt ss g li  rlb a o y e l   sbe n d v l p d b   n st  t ―t p hy ot r lc y t li to   fY  y he i  e n ou  a or t r t z. I   hi  a e .t e a i   r p riso   heZSM 一   c m p st  e lt  r  h r c e ie   y Fo irta f r i ― n t sp p r h   cd p o e te   f t   5/ o o ie z o ie we e c a a t rz d b   ure   r nso m  n  fa e   p c r s o y r r d s e t o c p .To me tt e d m a d o   a ay i  r c i g o   e v   i,t e c m p st  e l e wa   d f d   e  h   e n   fc t l t c a k n   fh a y o l h   o o i z o i   s mo ii   c e t e b  o ― x h n e a d c li a in a d t e   y p o p o u ,Th  n l e c   f p o p o u   d f a i n o   h   y   y in e c a g   n   a cn t   n   h n b   h s h r s o e i fu n e o   h s h r s mo ii t   n t e h ― c o d o y  r u s f h   SM 一 / c m p st  e l e wa  t d e   y c mp rn   t  h   e h n c l x u eo   S 一 rx l o p     eZ g o t 5 Y  o o i z o i   ss u id b   o a i g wih t em c a ia  e t mi t r  f M   Z 5 a d Y  e l e 、Th   a a o   n r r d s e to c p   h we   h t B a i   i s o   h   o p st  e l e wa  n     n   zoi s t e d t   f i fa e   p c r s o y s o d t a     cd st   f t e c m o i z o i   s i ― e e t c e s d a t r p o p o u   d f a in,e p ca l  o   h   cd s e   t   d u s r n t r a e   f e  h s h r s mo i c t i o s e il f r t e a i  i s wih me i m  te g h.wh l  o h B a d L y t i b t    n     e a i   i s wi   a i u   t e g h we e d c e s d f r t e m e h n c l i t r .Th   a a y i c a k n   e f r n e cd s e   t v r ss r n t   r   e r a e   o   h   c a ia  x u e t h o m e c t l tc r c i g p ro ma c     o   h   S 一 / c m p st  e l e wa   o a e   t   h t o  h   c a ia mi t r   y u i g a m ir a tv t   f t e Z M 5 Y  o o i z o i   s c mp r d wi t a  ft e me h n c l x u e b   sn     c o c i i e t h   yts ratrwi   ij n   ev  i a ed et eco  t X ni g h ayol sfe ,Th eut idctd ta t ecmp s ezoi   t p eoda ―   h a   ers l n i e h t h  o oi  elewi sh ri g  s a   t t h  go rt  l me a e mor h l g   h we   i he   is lyil  nd dis lt   s i e r to t a   he me ha ia  i t r p o o y s o d h g r d e e  ed a   e e  O gaoln   a i  h n t   c n c lm x u e,a d n gv  g t i( a l e i e)ye  q ia n    el tr C aeal h  l g s i +d s1 i de uvl t ot   t , MR (rc igmeh ns rt ) n   3 i o o n e l e t h ae cakn   ca i ai a dC  m  or― a  t  n t e g sp o u twe e u e  o a a y et er l t n   ft e c a k n   e f r a c   t  h  p e o d a g o e ― i i   h   a   r d c  r   s d t   n lz  h   ea i s   h   r c i g p ro m n e wi t es h r i  g lm r  o o o h a e o   h   o o iez oie Th   a ay i  r c i g p ro ma c   sc r ea e   t  h   t u t r   n   cd p o ― t  ft e c mp st  e l . t e c t l t c a k n   e f r n ewa   o r l t d wi t es r c u e a d a i  r p   c he te   ft e ZSM 一 Y  o r is o   h   5/ c mpo ie z ol e  st  e i , tKe   r s S 一   e l e y wo d :Z M 5 z o i ,Y z o i ,c mp st   e l e c d t t   e l e o o i z o i ,a i i t e t y,h a y ol a ay i c a k n   e v   i,c t l tc r c i g  收 稿 日期 :2 0 .2 1 . 第 一 作 者 :陈 洪 林 ,男 ,17 0 31 .4  9 3年 生 ,博 士 研 究 生 联 系 人 :申宝 剑 .T l 0 0 8 73 6 : mal boi @ bpu eu c . e:( 1 )9 3 3 9 E. i ain ie .d .n  : a 维普资讯 76 1 催  化学  报 第2 5卷 流化 催 化裂 化 ( C 是 炼 油工 业 最 重 要 的 工艺  F C) 之 一 .目前 该 工艺 中使用 的 简 单 的催 化 剂 配 方 难 以  满 足 商业 和 环保 方 面越 来越 多 的 要 求 , 而使 用 除 Y   型沸 石 之外 的 其它 沸 石和 沸 石材 料 作 为催 化剂 的 主  要 活 性组 元 或者 作 为 添加 剂 , 催 化 剂 改性 的有 效  是 途 径 _ .例 如 , S 5沸 石作 为 F C催 化 剂 添加 剂  l   J Z M一 C 可 以提 高 汽油 的辛 烷 值 和 C ~C 烯 烃 产量 , 以损      但采 用 一 种 适 合 重 油 催 化 裂 化 的 催 化 剂 制 备 方 法  j 备 Z M一 /(复合 分 子 筛 催 化 剂 , 制 S 53 即先 将 复 合分 子筛 交换 成 稀 土 氢 型 , 用 磷 对 复合 分 子 筛 进  再 行 改性 处 理 .具 体 方 法 为 : 用 常 规 的 “ 次 交 换 , 采 两  两 次 焙 烧 ” 艺 , 混 合 稀 土 氯 化 物 R C 和  工 用 E I(  2o NH )s 4与 Z 3样 品 进 行 离 子 交换 , 到 稀 土  H0 得 氢型 分 子筛 , 为 Z 0 ― , 中 稀 土 氧 化 物 含 量 为  记 H 32 其 41 , . % 氧化 钠 含量 为 13 ;然 后 用 磷 酸 氢 二 铵 溶  .% 液浸 渍 Z 32样 品 , 1 0℃ 干燥 4h 5 0℃ 焙 烧  H0 ― 于 2   ,4失 汽 油 产 率 为代 价 J .De n n等  将 Z M一 ga S 5和 Y  型 分子 筛通 过 机械 混 合 的方 法置 于 同一 催 化剂 颗 粒  中时 , 发 现 它 们 之 间 有 协 同 作 用 存 在 .而 D ih 未 z   k 等 l. 发 现 , 基 于 纯 沸 石 结 果 的 线 性 预 测 相 比 , 4  5 与  1h 得 磷 改 性 Z M一/ 复 合 分 子 筛 催 化 剂 , 为   , S 5Y 记Z 0 ―P, 中 的磷 含量 以元 素计 为 1 5 . H 32 其 .%  US HY 和 HZ M一 S 5机 械 混 合 样 品 上 的 正 庚 烷 裂 化 产 物 中含 有更 多 的支 链 C 烃 类 , 种 分子 筛 在产 物  d 两 选 择性 上 表现 出了协 同作 用 .  机 械混 合 样 品 中 , 型 分 子 筛从 合 成 复 合 分 子  Y筛 的 第 一 步 中 得 到 , 骨 架 SO2AI 其 i / 2 O3比 为 5 3 .  (R X D方 法 ) 相对 结 晶 度为 9 % ; S 5分 子 筛 为  , 3 Z M一 南开 大学 催 化 剂 厂 产 品 , 相 S0 / 2 体 i 2AI O3比为 5 , 0  相对 结 晶 度 为 8 % .机 械 混 合 样 品 中的 Z M一 9 S 5含  量 与复 合 分 子 筛 样 品 相 同 _ ? , 者 具 有 相 同 的  l J 二  当将 两种 或 两种 以上分 子筛 通 过 合成 的方 法 复 合 在一 起 时 , 它们 可 表 现 出 良好 的 协 同作 用 和 优 良  的催化 性 能 .例 如 , M一 1与 Z M一 合 分 子 筛  MC 4 S 5复 具 有 比它 们 的机 械 混合 物更 高 的催 化 正 十二 烷裂 化  活 性  ; 米 沸石 自组 装 制 备 的新 型 介孔 分 子 筛 材  纳 料 MA 一 大 分 子裂 化 的催 化 性 能 比 MC 4 S5对 M一1和  微 孔 分 子 筛 晶体 更 优 异  ;微 孔一 孔 复 合 分 子 筛  微 提 高 了汽 油 和 焦炭 的 选择 性  ¨;S P -7与 Y 8   A O3 -2 复 合 分子 筛具 有 比其 中任一 种 分子 筛 更 高 的催化 裂  化 活性 和选择 性  ;Z M一 ( ) Al0 ― ( ) 结  S 5核 / P 4 壳 双 5 构 分子 筛的重 油催化 裂化性 能优 于 Z M一 S 5和 Z M一  S 5 ( )Al0 ― 核 / P 45机械 混合 样 品 , 现 为较 高 的原 油 转  表 化 率 和低 碳 烯烃 、 油 及柴 油 收率  . 汽   我们 采 用两 步 晶化 合 成 方 法 , 合 成 Y 型沸 石  在Z M一 对 结 晶 度 .先 将 Z M一 S 5相 S 5和 Y 机 械 混 合 均 匀 ( 得样 品记 为 MM0 ) 然后 采 用 与 Z M一 / 所 3, S 5 Y复  合 分子 筛相 同的 改 性 方 法 进 行 改性 , 得 稀 土 氢 型  所 和磷 改 性 Z M一 / 机械 混 合 分 子 筛 样 品 分 别 记 为  S 5YM M0 ― 3 2和 M M0 ― P. 32  催 化 剂 的配 方 为 :分 子 筛 ( 干基 ) 5 , 质 苏  3% 基 州 高岭 土 ( 基 ) 0 , 结 剂 铝 溶 胶 ( 干 5% 粘 以氧 化 铝 计 )   1 % . 合 打浆 后 经烘 干 、 5 混 焙烧 和 破碎 , 取 6 ~8   选 0 0 目颗粒 ,0 8 0℃ 下用 1 0 0 %水蒸 气处 理 4h得 到催 化   剂样品.   1 2 催 化 剂 的 表 征  .的基 础 上合 成 了 Z M一/ S 5 Y复 合 分 子 筛 _ l 引.本 文研 究 了“ 次交 换 , 次焙 烧 ” 两 两 及磷 改性 后 的 Z M一/   S 5Y元 素分 析采 用 X射 线 荧 光 法 测 定 , 器 为 日本  仪 理 学 32 7 1型 X 射 线 荧 光 光 谱 仪 .结 晶度 的测 量 采  用 日本 岛津 L bXR 一0 0型 X射线 衍 射仪 , uK  a  D 6 0 C  辐 射 , 压 4  V, 流 3     管 0k 管 0mA.复合 分子 筛 的酸 性 , 重 油 微 反 评 价 了复 合 分 子 筛  用的催化裂 化性 能 , 与 相 同改 性 方法 制 备 的 Z M一/ 并 S 5  Y 机 械混 合 分子 筛 进行 了 比较 .  在 高 真 空 条 件 下 采 用 吡 啶 吸 附. 附 红 外 光 谱  脱法 测 定分 子 筛样 品 的 酸 中心 类 型 , 器 为 MAG ― 仪 NA   I  6   S R 5 0E P型 F I 光谱 仪 .取 1  T―R 0 mg左 右 的粉 1 实验 部 分   1 1 催 化 剂 的 制 备  .末 样 品 压 成 薄 片 , 定 在 红 外 池 中 , 真 空 ( .1 固 经 0 0  P ,5 a 3 0℃ ) 净化 2h后 , 却 至室 温 , 描谱 图作本    冷 扫 底, 并测 定 羟基 红外 光谱 . 室 温 下 吸 附 吡 啶后 , 在 程 序 升 温到 测定 温 度 ( 别 为 2 0 0 分 0 ,3 0和 4 0℃ ) 0 进 采用 四乙基 溴 化铵 和 四丁基 溴化 铵 模板 剂 合成  Z M一/( S 5 5 复合 分 子 筛[ , , 5 0℃ 下焙烧 4h以  1 ¨]在 4 2   脱 除 分 子筛 中的模 板 剂 .所 得样 品记 为 Z 3 其 总  H0 , So / 2 3 8 2( i 2AI 为 . X荧 光 分 析结 果 ) 其 中 Y 型 沸  0 , 石 骨 架 S0 / 2 3比为 5 3( R i 2 AI o . X D方 法 分 析结 果 )  , Z M一 相对 结 晶 度为 l % ( S 5的 l 用相 对 结 晶 度工 作 曲  线 法测 定 ) .  行 真 空 ( . 1P ) 附 2h 然后 分 别 冷却 至 室 温 , 0 0  a 脱  , 记 录红 外光 谱 .分别 用 14 0和 15 0 c 1 外 谱 带   5  5  mI 红 的积 分强 度 确定 B酸量 和 L酸量 , 用 E i 1】 采 me E 给  s5出 的积分 消 光 系数进 行 酸量 的定 量 计算 .   维普资讯 第 9期 陈 洪 林 等 : S ¥ Y 复 合 分 子 筛 的 酸 性 及 其 重 油 催 化 裂 化 性 能  Z M一/77 1 1 3 重 油 微 反 评 价  .2 1 分 子 筛 表 面 酸 性 分 析  . 采 用 B WF 1型 标 准 催 化 裂 化 微 反 装 置  P 一 ( T) 价 Z M一/ 分子 筛样 品的 重油 催化 裂 化  MA 评 S 5Y性能 . 原料 油 为新疆 重 油 , 中蜡 油 占 7 % , 其 0 减渣 占   3 % . 应条 件 为 : 度 5 0℃ , OS6   , 油 比  0 反 温 0 T  0 s剂 37 , .5 重时 空 速 1  ~ .将 产 物 分 离 后 , 安 捷 伦  6h 用 19 7 0型 气 相色谱 仪 ( I 检测 器 ) 5   I C / 2 3 FD 、0 I K IAI   T   O 毛 细柱 和色谱 工 作 站 分 析 气 体 产 物 , S 一4 0型  用 P32 色谱 仪和 5 %OV1 1填 充 柱 测 定 液 体 产 物 的汽 油 、 0  复 合分 子 筛样 品 Z 3和机 械 混合 分 子筛 样 品  H0MM0 3的羟基 区 和吡 啶区红 外 光谱 如 图 1所 示 .由 于样 品 中存 在 两 种 分 子 筛 , 而谱 图 比较 复 杂 .而  因 且样 品 中 Y型 沸石 的含量 比 Z M一 S 5沸石 高得 多 , 使 得 谱 图中主 要显 示 的是 Y 型沸 石 的 谱 峰 .HZ M一  S 5 至少 有 三个 羟基 谱带Lj l :酸 性 羟 基 A 一 S   6 l 0H―i的  3 0  m  谱 带 , 架末 端 羟 基 的 37 0 c   谱 带    5c 6 骨   4  m和 与 晶体 缺 陷结 构有 关 的羟 基 的 350c 谱 带 .  0 m   稀 土 交换 的 Y 型 沸 石 的 羟基 谱 带 主要 有L  1 :末 端  7 J柴 油和 重 油组成 . 化 剂上 的积 炭 量 采用 无 锡 高速  催分 析仪 器厂 生 产 的 HV一B型微 机 数 显 碳 硫 自动分  4 析 仪进行 测 定 .  硅 羟基 的 37 5c   谱 带 , 处理 脱 铝 产 生 的骨 架   4  m 热外 AI ― OH物 种 羟基 的 36 0 C I 谱 带 和 与 稀 土 阳    8  I  T 离子 定 位 于 方 钠 石 笼 相 关 的 羟 基 的 35 0 c   谱   3   m 带 .  4 m  谱 带 则 归属 于 指 向 超 笼 的酸 性 羟 基  36 0c S― A , i oH― 1它在 HY 和 R H 中都 存 在¨ . E   在所 有样 2 结 果 与讨 论 Z M一/ S 5 Y复 合 分 子 筛 是 以 原 位 晶 化 方 法 使 用 模 板 剂 或 Z M一 S 5品种 合 成 的双 组 元 分 子 筛L l  .本  文 的 Z M,/ 复 合 分 子 筛 采 用 模 板 剂 合 成 , 形  S 5Y 其 貌 为 Z M. S 5和 Y分 子 筛 的 聚集 体 , S M 图片 呈  其 E 现出许 多表 面 不 平 坦 的球 形 颗 粒 [  ] S 5 Y  , .Z M一 /   复合 分子 筛 中 Y 沸 石 相 的 骨架 SO2AI 3比与 第  i / 2 O一品 的羟 基谱 中均 观察 到 了与 稀 土离子 定位 于 方钠 石 笼相 关 的羟 基谱 带 ( 3  m  ) 指 向超 笼 的酸性  35 0c 和 羟基 谱 带 ( 4  m ) 但 没 有 观 察 到 Z M一 晶  36 0c   , S 5的 体 结 构 缺陷 羟基 谱带 ( 0  m ) 35 0c   .由于 Y型 分 子 筛 脱 铝 形 成 的 36 0 c  0   m  谱 带 的 影 响 , 属 于  归HZ M一 性 羟基 的 36 5c 谱 带 也 未观 察到 . S 5酸  0 m   步合 成 的 Y型 分子 筛一 致 , 为 5 3. 均 . 3 0   3 0   3 0   3 0   3 0  l 0   80 7 0 60 5 0 40 7 0l0   60l0  50l0  4 03 0   3 0   3 0   3 0   3 0  l 0   8 0 70 6 0 50 4 0 7010  6 0I0   50l0  4 0Wa e u e (m一) v n mb rc 。  Wa e u e (m一   v n mb r c 。 )图 1 Z M- / 复 合 分 子 筛 和 机械 混 合 分 子 筛 羟 基 区和 吡 啶 区 的红 外 光 谱    S 5YFi    Fr I s e t ao   yd o y  r u s a d p r i e r g o so   SM  Y  o o i   e l e   n   SM  / m e h nc l i t r s g 1 ― R  p c r   f h r x l o p   n   y i n   e i n   fZ g d 5/ c mp st z i s a d Z e o t 5 Y  c a ia  x u e   m( ) S 5 Y cmp sez le:( )Z 0 ― f r rtet n t 5 a Z M一/  o o i e i s 1 H 32at   eramc t   0℃ ,( )Z 32atrp r iedsrt na 2 0℃ , t o t ep a3 2 H0  f  yi n eopi  t 0 e d o     ( ) H0 ―P atr rtet n t 5 3 z 32  f   erame t   0℃ ,( z 0 ―Patrp r iedsrt na 0 ep a3 4) H 32  f  yi n eopi  t 0℃ : e d o 2   ( )Z M一/   caiamitrs 1 b S 5 Y mehncl xue:( )MM0 ― f rperamet t 5   32at  rt t n    0℃ 。( )MM0   fe yliedsrt na 0 e e a3 2 32atr r n eopi  t 0℃ , p d o 2   ()MMO ―Patr rtet n t 5 3 32  f   erame t   0℃ ,( )MM0   Patrpr iedsrt na 0 ep a3 4 32  f  y in eopi  t 0℃  e d o 2 ( HO  n  Z 32a dMM0   32一 Zoi   mpe f ro x hn e n a iainfr w  ie : eles l at   ne c ag  dcln t  o  ot s t a s ei a c o t m   z O ―Pa dMMO ―P― Z lesmp s f rinec ag n a iainfrt ot s n  hnm df ainwi NH42 O4 H 32  n  32 o t e i a l  t   ―x hn eadcln t    w  me,adte  o ict   t eae o c o o i i o h( )HP )   维普资讯 78 1 催  化学  报 第2 5卷 复 合分 子筛 中 , 7 1c 3 4  m  谱带 归 属 于硅 羟基 ,     在 低 波 数方 向 不对 称 .据 文 献 [9 报道 , 谱 带 包  1] 该 含三 个谱 带 :37 7 c   谱 带 , 离 子 交 换 和 焙 烧   4   m 为 后 骨架 脱铝 产 生 的无 定 形 硅 铝 的 SOH 羟 基 , 吡  i 对 啶吸附敏 感 ;37 3 c  4   m  谱 带 , 为脱 铝 形 成 的 富 硅  的无 定形 硅 铝上 的末端 硅 羟 基, 吡 啶不 敏感 ; 对  谱 带都 清 晰可 见 .机 械混 合样 品 的 37 2c   谱 带   1 m 归 属 于 Z M一 S 5中部 分 附 着 在 晶 格 上 的 骨 架外 铝 离  子 【 . 改性 复 合 分 子 筛 Z 32   磷 H0 ―P的 36 8 c    3   m谱 带 显著 增强 , 时 35 3c 同  3 m  谱 带 向 高 波 数 方 向 加 宽 .但在 磷改 性 机械 混合 分 子筛 的羟 基谱 中未 观 察 到这 一现 象 , 反而36 8c 谱 带有 降低 的趋势 .  3  m   样 品 中 B酸 和 L酸的 定量 分 析结 果见 表 1 .所  有 复合 分子 筛 和 机 械混 合分 子 筛 样 品 中 , 部 分 B 大  37 0c 1 带 , 晶体 表 面 的末 端 硅 羟基 , 吡 啶   3  m- 谱 为 对也不敏 感 .吸 附 吡 啶后 , 4  m 谱 带 向低 波 数  37 1c  方 向 移 动 到 37 8 c  3  m~ , 且 该 谱 峰 的 强 度 降 低 . 并   这 与文献 [9 的结果一 致 .由于 高 波数 谱 带强 度 降  1] 低 , 波 数谱 带变 得 比较 明显 . 改性 后 , 波数 硅  低 磷 高 羟基 谱 带强 度 降低 .与 复 合 分 子 筛 不 同 , 械 混 合  机分 子筛 中这 三个 谱带 分辨 得更 清 楚 .   在 复合分 子 筛 的 羟 基谱 中 , 骨 架外 铝 物 种 相  与 关 的羟 基谱 带 3 8 , 7 和 36 0 c   [ ,    8 36 0 6  0  m 2 2 并不  01 J 明显 , 在 2 0℃脱 附 吡 啶后 可 以明 显 观 察 到这 些  但 0 谱 带 . 在各 机械 混合 分子 筛样 品的 羟基 谱 中 这些  而酸 中心 是 中强 酸 ( 0 3 0℃ 下 脱 附 吡 啶后 仍 然 保 留的  酸 中心 ) 强 酸 中 心 ( 0 , 4 0℃ 下 脱 附 吡 啶 后仍 然 保 留  的 酸 中 心 ) 少 , L 酸 中 心 主 要 是 强 酸 中 心 .磷 的  较 而引 入对 复合 分 子 筛 和 机 械 混 合 分 子 筛 B 酸和 L酸  的 酸量 和 酸强 度分 布产 生 了不 同的影 响 .改性 方 法 相 同时 , 复合 分子 筛 的 B L值 均高 于 机 械 混 合分 子  / 筛 .磷 的引 入使 复合 分子 筛 的 B酸 ( 主要 是 中强 酸 )  增加 , 而在 机械 混 合 分 子 筛 中引 入 磷后 不 同 强度 的  B酸和 L酸都 减少 .  表 1 Z M. / 复 合 分子 筛和 机械 混 合 分 子 筛 的 酸 性 和 酸 强 度 分 布    S 5YTa l   Acd t   n   cd s r n t   iti u in o e   SM - Y  o p st  e l e   n   S - / me h nia  x urs be1 iiy a d a i  te g h d s r to   v rZ b - 5/ c m o i z i s a d Z M - Y  c a c lmi t e   e o t 5 d tr n d b   e e mi e   y FT一 R  td fe e tp rdned s r t n t m p r t r s 1 a  if r n   y i i   e o p i   e e a u e   oAcdt   ( yiie / (ele  iiy= p r n l m zoi l d t磷 的引入 对两 种 分子 筛样 品酸性 的不 同影 响还  表现 在 羟 基 区 36 8c   谱 带 和 35 3 c   谱 带   3   m  3   m分 子筛 具有 比机 械 混合 样 品更好 的热 稳 定性 .  2 2 催 化 剂 评 价 结 果 分 析  .向 高波数 方 向 的加 宽 .其 他作 者 也 观察 到 了这 两 种  现象 , 磷改 性 使 得 Z M一 S 5的 B酸 量 和 L 酸 量 都 减  少 引, 更 多 的情 况 是强 酸 中 心减 少 , 酸 中心 增  但 弱加 [ ,] 2 2 .磷 改性 复 合 分 子 筛 和 机 械 混 合 分 子 筛 酸  45Z M一/ S 5 Y复 合 分 子 筛 和 机 械 混 合 分子 筛 经 过  “ 次 交换 , 次焙 烧 ” 磷 改性 后 制成 的催 化 剂 上  两 两 及 新 疆重 油催 化 裂化 的产 物分 布 如 表 2所 示 .实验 数 据 表 明 , S 5 Y复合 分子 筛 催 化剂 上 的 汽 油产 率  Z M一 /比机械 混 合分 子 筛 催 化剂 低 3 9个 百 分 点 , . 而柴 油 性 的差异 可能 源 于 它们 结 构 上 的差 别 , 为在 复 合  因分子 筛 中 Y和 Z M一 S 5以混 晶形 式 存 在于 同一 颗 粒  中 , 机械混 合 分子 筛 中的 Y和 Z M一 是彼 此相  而 S 5则产 率高 4 1个 百 分 点 , 汽 比高 0 1 , 油 +柴 油  . 柴 .1 汽的收 率 相 当.可 见 Z M一 / 复 合 分 子 筛催 化 剂 可  S 5Y互 独立 的 .这种 结构 上 的差 异还 导 致模 板 剂 法 复合 明 显提 高 柴油 的 产率 .  表 2 Z M./   S 5 Y复 合 分 子 筛和 机 械 混合 分 子 筛 催 化 剂 催 化 裂 化 新 疆 重 油 微 反 结 果 T be   P o u t i r u i   f h  aa t   rc igo  i in   e v  i i ami o c vt et( Tlra t r a l2   rd c  s i t n o  e tl i c akn   f N a g h a y oln   c at i ts MA   e c   d tb o t c yc X    r i y oo e   SM一 / c m p st  e l e a d Z v rZ 5 Y  o o iez o i   n   SM 一 Y  c n c l x u e t 5/ me ha ia  mi t r  .Dr   a  LP yg s G Gaol e s i  Di s l He v   C e C n e s n Ga l e n ee   ay ok   o v ri   s i + o o nD e e/ isl S lc vt   h  a rci ( .mol e t i i t eg s at n % e i yn f o l  mp  Z O .P H 32  ( ) (   ( ) %   %) %  1O .  l .   4 .  12 8 3 1 5 2.   5 2 2.  ( ) ol % ) ( ) %   i( % 2 .  4 2 2 1 O.   6.   5 4.   7 4.   4 4.   4!!   6  9 4  !! ! ! ! 二 兰!   竺     !7 5 2.   0. O 5  : !   :  ! ! !  O. 6 3  :  O. 2 1 O. 5 1   0. 5 0. 8 O. 3 O.   O   2   1  O3M M0 . P 3 2   0.   96 9 9.  7 3 2.  O. 9 3 O. 3 O. 4 O. 8 O. 2 O. 3 1  O   2   1  0 O. O O. 4 4   1  维普资讯 第 9期 陈 洪 林 等 : S 5 Y 复 合 分 子 筛 的 酸 性 及 其 重 油 催 化 裂 化 性 能  Z M一/79 1 D n e y等 钊的研 究 数 据 表 明 , 有 1 o nl l 具 0元 环 孔 道 的 Z M一 石 对 汽 油 辛 烷 值 的 提 高 是 通 过 将  S 5沸 低 辛烷 值 的  ~cl 链 烃 组 分 裂 化 为 具 有 高 辛 烷    直 值 的低 碳 支链 烯 烃 实 现 的 , 由于 沸 石 孔 口直 径 的  但限制 , S 5对 沸 点 高 于 2 0℃ 的组 分 的 裂化 能 力  Z M一 2 很 低 , 此 Z M一 因 S 5对 柴 油 产 率 没 有 影 响 .C r   o ma 等… 的研 究 也 指 出 , S 5对 瓦 斯 油 基 本 上 没 有 转  Z M一 化能力 , 而在 US 催化 剂 上则 具 有较 高 的 瓦斯 油转  Y化率 . 们 的 初 步 研 究 结 果 指 出 , 模 板 剂 合 成 的  我 用复合 分 子 筛 为 球 状 聚 集 体结 构 , 射 线 光 电子 能 谱  X 分析 给 出 的颗粒 表 面 元 素组 成 显 示 , S 5 Y 复合  Z M一/ 分子 筛颗 粒 表 面 具 有 比普 通 Y 型 分 子 筛 高 得 多 的  S/ 比u i AI  .这 说 明 复 合 分 子 筛 的 外 表 面 主 要 由 Z M一 S 5沸石 构 成 .我 们认 为 , 油在 Z M一 / 复 合  重 S 5Y分子 筛催 化 剂上 裂 化 时 , S 5晶体 部 分 阻 止 了 柴  Z M一 油 以上 组分 进 入 Y 型分 子 筛 的 孔 道 进 行 裂 化 , 得  使 酸量 较 高 的复 合分 子 筛样 品反 而具 有 比酸 量较 低 的  机 械混 合分 子 筛样 品 更 高 的柴 油选 择性 .   分 析 气体 产 物 的组 成可 以得 到分 子筛 孔结 构 方  面 的信 息 【    ? .裂 化 机理 比 (rc ig meh ns cakn   c a i m U 圈 2 新 疆 重 油 徽 反催 化 裂 化 气 体 产 物 的 比例 Fi    Ga   r du tr t so  h   a ay i  r c i g o   g2 s p o c  a i   ft e c t l t c a k n   f o cX ni g h a y oln aMAT ra tr i a   e v   ii   jn    eco  至于 c c  / o和 c   4, 是 磷改 性 机 械 混合 分  则子筛 的更 大 .从 C MR 和 C / 4 两 个 参 数 的结 果   C 这 看, 复合 分 子筛 上 的 单 分 子 质 子 化 裂 化 路 线 相 对 占  rt , MR)2 义 为 正 己 烷 裂化 时 c +c ( 分  ai C o L ‘  定 l 2单子质 子 化裂 化 的典 型产 物 , 烷 烃 分 子从 B酸 中心  即 得 到 质子 , 成 五配位 正 碳 离 子 ) 形 与异 丁烷 ( 典  一 经   断 裂 反 应 的 典 型 产 物 ) 比 值 .C r 的 o ma等 【’   2J 8 将  C MR应 用 于重 油 裂化 , 析不 同孔 径沸 石 添加 剂 的  分 催 化裂 化 行 为 .与 经 典 裂 化 路 线 相 比 , 随着 温 度 的 优势 , 因此 可 以预 期 复合 分 子筛 的烯烃 / 烷烃 比值应 比机械 混合 分 子 筛 的 大 , 实 际 上却 相 反 .这 是 因  而 为 氢转 移反 应 是 双 分 子 反 应 , 了与 分 子 筛 孔 道 的  除 空 间有 关 外 , 还与 孔 道 中 的酸量 有 关 , 反应 需 要 临  该 近 的 两个 酸 中心 .由于复 合分 子 筛 的酸 量 大 于 机 械  混合 分 子 筛 , 因此 磷 改性 复 合 分 子 筛 具 有 更 大 的 氢  转 移 活性 , 与 C r 等 L 的报道 相 似 . 这 o ma l    参  考  文  献 1 C r aA, M at e― iu r     om   ri zTrg eo J n1   02升高 , 骨架 铝 含量 降 低 , 分子 筛 晶胞 收缩 , 孔径 减 小 ,  单 分子 质 子化 裂 化路 线 的 贡献 增 大 .从 图 2可 以看  出 , 改性 复 合 分 子 筛 Z 32 磷 H0 ―P的 C MR 比 机 械 混  合 分子 筛 MM0 ―P大 0 0 .因此 与 机 械 混 合 分 子  32 .7 筛相比, 复合 分子 筛 催 化 剂 上 的单 分 子 质 子 化 裂 化 反 应更 多 , 说 明复合 分 子 筛具 有 相对 小 的孔 径 , 这 同 时其 聚集 体 结 构 使 油 气 分 子 接 近 Y 型 沸 石 孔 道 的  途 径更 加 曲折 , 与 对柴 油选 择 性 的分 析 结果 一 致 . 这   C /  比用来 表 征 沸 石 的 电场 梯 度 , 也 与 电  3C 它 荷密 度 和 受 限 制 孔 道 ( 孔 或 者 曲 折 的 孔 道 ) 小 有 2 Bs s ,Ma we     i   wa J x ll l E.Ap l a a , 9 0, 8 1 :1 p  tl 1 9 5 ( )   C3 De n n T F, Chm i G  ,S h p e   H . M ir p r u     g a    i s   K c i p r P  co oo sM e p r u  ae s o o sM t r,2 0 o 0 0.3 . 6:2 5 53 4  4 Dzk      ih lP,L psJ M ,Le sF,Ra aRier  o e    mo   mr   b ioF.Ap l p C tl ,1 9 aa  A 9 9,1 6( ) 3   7 2 :2 95 Dz h IP,L p sJ M ,L mo   i    k o e   e sF,Ra aRier mr bi oF.C tl a a 关  3_与 单 分子 质 子化 裂 化机 理 和经 典 一 0, 断裂 裂 化 机理 相 关 .从 图 2可知 , 改 性 复合 分子 筛 的 c / 磷   T d y,2 0 oa 0 1,6 ( ― ) 4   5 2 4 :1 36 Hu n     ,Gu       agL M oW P,De g P,Xu     n  eZh Y, L  Z iQ  h.. ,  C 4比值 比机 械 混合 分子 筛 大 0 0 , 明前 者 的孔 道  .3 说 更曲折 , 电场 梯 度 更 大 , 与 C 这 MR 的 分 析 结 果 一 致 . 改性 机 械 混 合 分 子 筛 的 ―o  一 o与 ic   磷 c/ c ― 4/一Ph sC e   y  h T B,2 0 n 0 0,1 4( 3 :2 1   0 1) 877 韩 宇 ,肖 丰 收 .催 化 学 报 ( n Y,X a    h C i J Ha  i F S . h    oC t1 ,2 0 aa ) 0 3,2 ( :1 9 4 2) 4  c 比值 稍大 , 也 与 C 2 这 MR和 c /  的 分析 结 果  3C致.  8 P lt  , o g l       e e  J C u hi P K,S r g rA R,G ik R T.E   l R n pi e   n   a    e P0 2 3 9 7.】 8     9 3 9 8一 维普资讯 70 2 催  化学  报 第2 5卷 9 Fjl   aua  F, Fiu rs g ea F. Gu g e  C, Duate eu n trr R. US  4 9 6 5 0.1 9    4  8 901   Ts g C― 0 an   H M . Da  S iP―  E , Pe t   ty R H . U S    2 2 5 97   05.   1 99 9  ( ― :3 7 12) 6  21 S e t k e P V, Ha lW   ,M a c l     h ru d     l   K r ei G. C t l o y, n a a  T da  19 9 2,1 ( . :4 1 5 3 4) 9  2   Ku rS,Sn aA  ,He d     2 ma  i h  K g eS G,Sv sn e  iaa k rS.JM o    ll 张 哲 ,宗 保 宁 .催 化 学 报 ( h n  h ogB N.C i   1 Z a gZ ,Z n    hnJC t1 ,2 0 a a ) 0 3,2 ( 1 :8 6 4 1 ) 5 1  Ch nH  2 e   L,S e     ,Pa   F. Ch m  et,2 0 h nB J n H  e Lt 0 3,3   2C tlA ,2 0 aa 0 0,1 4 12 :1 5 5 ( ― ) 1 2 蔡 光 宇 , 勤 , 祥 珍 ,王 清 遐 ,王 作 周 ,李 时 瑶 ,陈  3 辛 王国 权 . 化 学 报 ( a G Y, i  W a g X Z , n   催 C i   X nQ, n     h Wa gQ   X,W a g Z Z n     h,L  h Y,Ch n G  iS   e   Q. C i    a a )  hnJC t1 ,18 9 5,6 1 :5   ( ) 02   L  G,Xi  ― ,Yo g S .Ap l C t lA ,1 9 4 i Y― eW H n  h p   aa  9 7,1 0 5 ( :7 6 8) 2  1  S e   ,Ch n H  3 h nB J e   L,Pa   F. I n H  n:P o e dn so  h  rc e ig  ft e2 d I t r a in l mp su o   te  d r t n i g a d n   n e n t a Sy o im  n Be t rUn e s a d n   n   o  Uti t n o Hev   l B in , 0 3 6   i ai  f a yOi e ig 2 0 . 5 l o   z . j( ):2   2 311 庞 新 梅 , 松 柏 , 荣 荣 .石 油 炼 制 与 化 工 ( agX M , 4 林 唐 P n     L nSB,Ta gR R.Per l oes toh m ) 9 6,2   i  n to Prcs Perc e ,1 9 7( 1 :3   1) 4 1   EmesC A.J C tl 9 3,1 1 2) 4   5 i      aa ,1 9 4 ( :3 72 徐 佩 若 ,朱 志 华 , 迎 春 , 桂 南 , 平 ,石 油 学 报 ( 5 戴 季 包 石 油 加 工 )XuPR, h  hH,D i   h J G N, a    (     Z uZ   a Y C , i   B oP.    Aca P to  i ( erlPr esS c ) ,1 9 t  erlS n P to  o s  et ) 9 3,9 1 :4  c () 12   Do n l    6 n el SP,M irh  y za i S,S arlP T ,Hu sA r c i- p rel     s  J ,S hp p rP e   H , He btJ r s  A. Prp - e rAm C e S c, Di  e  h m  o v Pt1   F r eh W  6 a n t  E,Go t    reR J.C e Re h m  v,1 9 9 5,9 3 :61  5( ) 51   S U a Ag i rE F,C mo i V    7 o S ― ua     a r m  L D,Z tn F M  o i     Z,C re   o rad s S t s R L. 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