Propriétés physiques et chimiques générales du tamis moléculaire MCM-22
(1) Caractéristiques des pores : en mesurant les propriétés d'adsorption du tamis moléculaire MCM-22, il a été constaté que la forme de N dans l'isotherme d'adsorption MCM-22 est de type Langmuir II et que sa surface spécifique BET peut atteindre plus de 500 m'/g. Selon la distribution de la taille des pores de l'échantillon MCM-22 calculée par la méthode H-K, la courbe de distribution de la taille des pores apparaît avec des pics doubles (voir Figure 1-8). On peut voir qu’il possède deux structures de pores régulières et que sa taille moyenne de pores est de 0,5 nm. Étant donné que le MCM-22 est composé d'un système de canaux sinusoïdaux 10MR et d'une supercage 12MR, son volume de pores est plus grand que celui du ZSM-5, qui est composé de 10 canaux transversaux MR, et est également plus grand que le tamis moléculaire SSZ-24 avec 12 MR unidimensionnels. Mais il est plus petit que les tamis moléculaires de type Y et Beta avec un système de canaux tridimensionnels 12MR.
(2) Acidité : comme le montre le NH ;-spectre TPD du MCM-22 illustré à la figure 1-9, le MCM-22 a deux forces de centres acides 96 et la température maximale de désorption du centre acide faible est située près de 254 degrés. La température maximale de désorption du centre acide fort est proche de 431 degrés, ce qui est fondamentalement la même que celle des molécules ZSM-5.
Performance catalytique du tamis moléculaire MCM-22
En raison de sa structure poreuse unique et de ses caractéristiques acides, les molécules MCM-22 présentent de bonnes performances catalytiques dans de nombreux processus réactionnels, principalement dans les aspects suivants :
1Réaction d'alkylation
MCM-22, MCM-49, MCM-56 et d'autres molécules structurelles MWW sont de très bons catalyseurs pour la réaction d'alkylation des oléfines et du benzène. À l'étranger, le MCM-22 a été industrialisé comme procédé de conversion d'hydrocarbures, notamment la réaction d'alkylation du benzène avec l'éthylène et le propylène [0. Comparés aux tamis moléculaires USY, Beta et ZSM-5, les tamis moléculaires MWW ont une sélectivité élevée pour les produits monoalkylés lorsque le taux de conversion des oléfines est élevé, et les sous-produits tels que les produits d'oligomérisation des oléfines, le polyalkylbenzène et les composants lourds sont éliminés. rare. De plus, le catalyseur à tamis moléculaire MCM-22 présente également les caractéristiques de conditions de réaction douces, d'un faible rapport benzène/ène et de respect de l'environnement. Mengw et coll. [1106] ont comparé les performances de la réaction d'alkylation du benzène et du propylène entre les tamis moléculaires MCM-22 et Beta. Les résultats montrent que le tamis moléculaire bêta avec une structure tridimensionnelle de canaux à 12 MR a une activité d'alkylation initiale plus élevée, tandis que les molécules MCM-22 avec une supercage de 12 MR et 10 canaux MR ont une stabilité d'alkylation plus élevée.
Cejka J et coll. a étudié les performances de la réaction d'alkylation du toluène et du propylène des tamis moléculaires MCM-22 et MCM-58. Les résultats montrent que le tamis moléculaire MCM-22 a une très faible sélectivité pour le méthylcumène, tandis que le tamis moléculaire ZSM-5 avec un canal 10 MR a une sélectivité élevée pour le méthylcumène. Cela montre que la réaction d'alkylation du toluène et du propylène sur le tamis moléculaire MCM-22 peut se produire principalement sur la surface externe (ou les trous 12MR) ou sur les sites acides proches de la surface externe (ou la supercage 12MR plus proche de la surface externe) 11071. Chen, L et al. 0] ont étudié l'effet du rapport silicium/aluminium (20 ~ 60) sur les performances d'alkylation du propylène et du benzène de Tamis moléculaire MCM-22. Les résultats montrent que lorsque le rapport silicium/aluminium est de 40, la sélectivité du cumène et du n-propylbenzène atteint le plus haut, et la sélectivité du dicumène et du tricumène atteint le plus bas.
2Réaction d'aromatisation
Le tamis moléculaire Ga-MCM-22 [9] est utilisé dans la réaction de reformage et ses performances d'aromatisation sont comparables à celles du Pt-Re/AlzO ; catalyseur de métaux précieux. Les tamis moléculaires Zn/MCM-22 et Ga/MCM-22 ont une activité et une sélectivité élevées pour la réaction d'aromatisation du n-butane [109]. Le tamis moléculaire Mo/MCM-22 a fait l'objet de nombreuses recherches sur la réaction d'aromatisation du méthane sans oxygène. Su Yy10) et d'autres ont montré que l'activité des catalyseurs Mo/MCM-22 et Mo/ZSM-5 est équivalente, mais la sélectivité et la stabilité des premiers sont nettement meilleures que celles des seconds : Bai Jie et al. [La recherche montre que Mo/MCM-22 La raison de la grande stabilité du catalyseur peut être que la supercage 12 MR du tamis moléculaire MCM-22 a une capacité de rétention de carbone élevée.
3 Craquage catalytique
Corma et coll. f2 a utilisé le n-heptane comme matière première pour étudier les performances de fissuration du MCM-22. Les résultats ont montré que les performances de craquage catalytique du tamis moléculaire MCM-22 se situent entre les molécules 10MR et les molécules 12MR. Le tamis moléculaire MCM-22[131 est utilisé comme additif de catalyseur FCC. Par rapport aux molécules ZSM-5, ses rendements totaux en gaz et en gaz sec sont réduits, les pertes d'essence sont réduites et les ratios propylène/propane et butène/butane sont augmentés. Cela montre que le tamis moléculaire MCM-22 est un excellent additif catalyseur pour la production d’une nouvelle formulation d’essence. Cependant, la quantité ajoutée de tamis moléculaire MCM-22 est relativement élevée (fraction massique 13 %)3. Notre groupe de recherche a appliqué le MCM-22 au processus de craquage des oléfines C4 et C5 pour produire de l'éthylène et du propylène, et a obtenu une bonne sélectivité en propylène.
De plus, le tamis moléculaire MCM-22 peut également être utilisé pour la dismutation du toluène ! 51, isomérisation squelettique du 1-butène !, oligomérisation des oléfines, hydrocraquage, éthérification, désulfuration, élimination des NOx, isomérisation squelettique de la déshydrogénation du n-butane ! et d'autres réactions. . .