ZSM-5分子筛催化剂及其在炼油工业中的应用
ZSM-5分子筛催化剂及其在炼油工业中的应用
合成高辛烷值汽油具有优良的选择性，除了甲醇以外，其
它醇以及含氧物在适当的条件下都能通过 ZSM-5 分子筛 转化成汽油。
小结
ZSM-5分子筛属于高硅沸石，具有特殊的孔结构， 具有良好的择形催化性质和抗积炭能力，以及优 异的选择性裂化、芳构化、异构化和烷基化等催 化性能，在炼油工业中将会得到更广泛的应用。
ZSM-5催化剂在炼油工业中的应用
ZSM-5分子筛具有特殊的孔结构, 以ZSM- 5 分子筛为主体的临氢 降凝催化剂，只容许分子直径小于ZSM-5分子筛孔径的直链烷烃 及短侧链异构烷烃进入其中，与活性中心接触而裂化为小分子， 其余的大分子异构烷烃、环烷烃、芳烃因不能进入孔道而不发生 反应。因为凝点较高的烷烃裂解为小分子烃类，从油品中分离出 去，所以油品的凝点降低了。 由于ZSM-5分子筛独特的孔结构、良好的耐热和水热稳定性、 较强的耐酸和抗积炭能力以及优异的选择性裂化、芳构化、异 构化和烷基化等催化性能，在炼油工业中得到了广泛的应用, 主 要有:润滑油催化脱蜡、柴油加氢降凝、催化裂化(FCC)汽油降 烯烃和甲醇择形转化等。
β笼（又称削角八面体）
十四面体（6个四元环、8个六元 环，24个顶角） 平均笼直径 6.6Å，空腔体积160Å3 最大窗孔：六元环，孔径 2.8Å 仅允许 NH3、H2O等小分子进出
笼
二十六面体（6个八元环、8个六元环、 12个四元环，48个顶点） 平均笼直径 11.4 Å，空腔体积760Å3 最大窗孔：八元环，孔径 4.1Å
ZSM-5分子筛催化剂及其在炼油工业中 的应用
唐松山 201422151965
目录
分子筛概念 ZSM-5分子筛的结构 分子筛催化剂的择形性质 ZSM-5分子筛的应用 小结
ZSM-5分子筛合成及应用研究进展
ZSM-5分子筛主要合成及应用摘要总结分析ZSM-5分子筛主要合成方面的研究，其次介绍ZSM-5分子筛在石油化工-炼油工业中的应用，最后对ZSM-5分子筛的发展进行展望。
关键词：ZSM-5分子筛；合成；应用Progress in Synthesis and Application of ZSM-5 ZeoliteAbstract：ZSM-5 zeolite is a zeolite molecular sieve, a high selectivity for aromatics in the petrochemical industry ,which has good prospects. This article will summarize the development for the of ZSM-5 zeolite’s synthesis and application and predict its feature.Keywords：ZSM-5 zeolite; synthesis; applicationZSM-5沸石分子筛是由美国Mobile公司于1972年首先开发出的一种具有独特三维通道结构和可选择酸强度分布的五元环型沸石，该沸石分子筛具有热稳定性高和亲油疏水的特性，大多数的孔径为0.55 nm左右,属于中孔沸石。
并且对于芳烃有较好的形状选择性。
由于其独特的孔结构不仅为择形催化提供了空间限制作用，而且为反应物和产物提供了丰富的进出通道，也为制备高选择性、高活性、抗积炭失活性能强的工业催化剂提供了晶体结构基础。
由此，其成为了石油工业中择形反应中最重要的催化材料之一。
不仅如此，ZSM-5 分子筛在精细化工和环境保护等领域中也得到了广泛的应用[1]，因此，对ZSM-5分子筛对于石油工业有着良好的应用前景，对其的研究有着重要的实用价值。
1.ZSM-5沸石分子筛的特点：ZSM是Zeolites Socony Mobil的缩写，ZSM-5沸石分子筛则是 20世纪七十年代美国Mobil石油公司开发成功的一系列新型的高硅铝比沸石分子筛中其中的一种。
《不同体系下ZSM-5分子筛的合成及其催化性能研究》
《不同体系下ZSM-5分子筛的合成及其催化性能研究》篇一一、引言ZSM-5分子筛作为一种重要的工业催化剂，在石油化工、精细化工等领域具有广泛的应用。
其独特的孔道结构和良好的催化性能使其在诸多化学反应中发挥着关键作用。
随着科研技术的不断进步，ZSM-5分子筛的合成方法日益多样，且其性能亦受合成体系影响。
因此，对不同体系下ZSM-5分子筛的合成及其催化性能进行研究，对于提高催化剂性能、优化合成工艺具有重要意义。
二、ZSM-5分子筛的合成1. 水热合成法水热合成法是ZSM-5分子筛最常用的合成方法。
该方法在高温高压的水热环境下，通过硅源、铝源、模板剂等原料的相互作用，形成具有特定结构的ZSM-5分子筛。
其中，模板剂的选择对ZSM-5分子筛的孔道结构具有重要影响。
2. 干凝胶法干凝胶法是一种在较低温度下合成ZSM-5分子筛的方法。
该方法通过将原料混合后进行干燥处理，形成干凝胶，再经过高温处理得到ZSM-5分子筛。
干凝胶法具有操作简便、能耗低等优点。
3. 不同体系下的合成不同体系下ZSM-5分子筛的合成主要表现在溶剂、温度、压力等条件的差异。
例如，在酸性体系、碱性体系或中性体系中，通过调整反应温度和压力，可以合成出具有不同孔道结构和性能的ZSM-5分子筛。
三、催化性能研究1. 催化反应类型ZSM-5分子筛在催化领域的应用广泛，可用于烃类裂解、烷基化、异构化等反应。
其中，以其优异的选择性催化性能在芳构化反应中备受关注。
2. 不同体系下的催化性能不同体系下合成的ZSM-5分子筛具有不同的孔道结构和性能，因此其催化性能亦有所不同。
例如，在酸性体系中合成的ZSM-5分子筛具有较高的酸性和较好的水热稳定性，在烃类裂解反应中表现出较好的催化性能；而在碱性体系中合成的ZSM-5分子筛则具有较好的抗积碳性能，在芳构化反应中具有较高的选择性。
3. 催化性能优化通过调整合成体系、反应条件等因素，可以优化ZSM-5分子筛的催化性能。
南开大学科技成果——纳米ZSM-5分子筛
南开大学科技成果——纳米ZSM-5分子筛ZSM-5分子筛在国内外已有广泛的用途，是石油化工、精细化工等行业多种催化剂的母体。
柴油临氢降凝催化剂，固定床催化裂化催化剂和低烃烷基化、异构化，甲醇气相合成二甲醚以及脱腊降凝催化剂都是以ZSM-5分子筛为母体经过改性制成的。
在流动床催化裂化反应FCC催化剂添加ZSM-5分子筛对提高汽油辛烷值，增加气体的烯烃含量有明显效果。
采用新型高压水热晶化合成法制备的硅铝分子筛ZSM-5，具有工艺简单、无污染、质量稳定、水热稳定性高等优点。
性能指标：。
分子筛催化剂在炼油行业的应用
分子筛催化剂的合成、改性及其在炼油行业中的应用摘要本文综述了分子筛的结构、合成、改性方法及其在石油化工行业中的应用发展情况。
分子筛的主要合成方法是水热合成法，其改性手段主要有阳离子交换改性、脱铝改性、杂原子同晶取代和分子筛的表面孔道修饰改性。
催化剂载体制备中，加入Y型分子筛可明显提高加氢裂化催化剂的活性、选择性和稳定性,显著改善加氢精制催化剂的脱硫脱氮效果；使用以ZSM-5分子筛为主体的临氢降凝催化剂，可大幅度降低柴油馏分的凝点；ZSM-5、Y型分子筛、β分子筛、L型分子筛和MCM系列分子筛作为催化剂，在烷基化，异构化反应中有较好的应用。
关键词：分子筛；催化剂；合成；改性；应用AbstractThis paper summarizes the frame structure and the compose methods of the zeolite and the modified methods of the zeolite as well as the zeolite’s application in oil refining.The main composed method of zeolite is synthesize in the condition of water-hot. The main modified methods are cation-exchange 、doffing aluminium modifing、mixed-atom replacing in diadochy and the decoration of the zeolite’s surface and pore.The Y zeolite was added into the carrier of the catalyst ,which can improve the activity 、selectivity and stability of hydrocracking remarkably and amending the effect of desulfurize and denitrogen notedly. The ZSM-5 zeolite catalyst was used in reducing solidifying point in hydrogen,which can reduce the solidifying point of diesel oil remarkably. The ZSM-5 、Y zeolite、βzeolite、the type of L zeolite and the series of MCM zeolite are used well in the reaction of alkylation and isomeriton.Key words: zeolite; catalyst; synthesize;modifying;application目录1前言 (5)2分子筛的表征方法 (6)2.1分子筛的物相、结晶度表征 (7)2.2分子筛的元素分析 (7)2.3分子筛热稳定性测定 (7)2.4比表面积和孔体积 (7)2.5分子筛的酸类型 (8)2.6分子筛的酸量分布 (8)2.7分子筛的结构组成和活性中心的结构 (9)2.8分子筛粒径和形貌 (9)2.9分子筛催化剂炭含量测定 (9)3分子筛的合成及改性技术 (9)3.1分子筛的合成方法 (11)3.2分子筛改性 (11)3.2.1 沸石分子筛的阳离子交换改性 (12)3.2.2 分子筛的脱铝改性 (13)3.3.3 分子筛骨架的杂原子同晶置换 (14)3.3.4 分子筛的孔道与表面修饰 (15)4 分子筛催化剂在炼油行业的应用 (17)4.1加氢裂化 (17)4.2加氢精制催化剂 (20)4.3临氢降凝催化剂 (21)4.4分子重排 (23)4.4.1 (23)4.4.2甲苯歧化 (23)4.5分子间的耦合 (23)4.5.1 乙苯和成 (23)4.5.2对二甲苯的合成 (23)4.5.3 碳碳键的生成 (23)4.6异构化 (24)4.6.1 重整 (24)4.6.2 C5/C6异构化 (24)5 结束语 (24)参考文献 (25)1前言自20世纪50年代A型和X型分子筛开始工业生产和应用以来，分子筛的合成化学和工业应用研究始终受到学术界和产业界的高度重视。
全结晶ZSM-5分子筛催化剂研究及工业应用
全结晶ZSM-5分子筛催化剂研究及工业应用夏华;任丽萍;赵国良;滕加伟【摘要】制备了全结晶ZSM-5分子筛催化剂,采用XRD、SEM、N2物理吸附-脱附及NH3-TPD等对催化剂进行表征,并考察其用于碳四烯烃催化裂解制丙烯(OCC)反应的催化性能.结果表明,制备的全结晶ZSM-5分子筛催化剂比常规成型的催化剂具有更高的结晶度、更大的比表面积、更丰富的孔结构以及更多的活性中心.高空速有利于反应的进行,提高压力对反应不利,升高温度有利于提高产物丙烯收率.在实验室研究的基础上,将全结晶ZSM-5分子筛催化剂用于OCC工业装置,取得良好的应用效果.%The holocrystalline ZSM-5 zeolite catalyst was prepared and its catalytic performance in the process of C4 olefins catalytic cracking to propylene was investigated. The holocrystalline ZSM-5 zeolite catalysts were characterized by XRD,BET,SEM and NH3 -TPD methods. The results showed that the holocrystalline ZSM-5 zeolite catalyst had higher crystallinity,larger specific surface area,richer pore structures and more active centers than regular ZSM-5 catalyst. Higher space velocity,lower reaction pressure and higher reaction temperature were good for the reaction of C4 olefins catalytic cracking. Based on the above results,the holocrystalline ZSM-5 zeolite catalyst was applied in the industrial unit of C4 olefins catalytic cracking,and a good application result was obtained.【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2017(025)010【总页数】6页(P58-63)【关键词】石油化学工程;ZSM-5分子筛;全结晶;催化裂解;丙烯;乙烯【作者】夏华;任丽萍;赵国良;滕加伟【作者单位】中天合创能源有限责任公司,内蒙古鄂尔多斯017300;中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院,上海201208;中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院,上海201208;中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院,上海201208【正文语种】中文【中图分类】TQ424.25;TQ221.21+2ZSM-5分子筛因其特殊的孔道结构和孔径尺寸、稳定的骨架结构及大范围可调的硅铝比，使其具有优异的催化性能，被广泛应用于石化行业[1-2]，涉及催化裂化[3]、润滑油馏分脱蜡[4]、乙烯苯烃化[5-6]、二甲苯异构化[7]、甲醇转化制汽油[8]及甲苯歧化[9]等。
《不同体系下ZSM-5分子筛的合成及其催化性能研究》范文
《不同体系下ZSM-5分子筛的合成及其催化性能研究》篇一一、引言ZSM-5分子筛作为一种重要的工业催化剂，在石油化工、精细化工等领域具有广泛的应用。
其独特的孔道结构和优异的催化性能，使其在多种化学反应中发挥着重要作用。
随着科技的进步和研究的深入，不同体系下ZSM-5分子筛的合成及其催化性能的研究越来越受到研究者的关注。
本文将探讨不同体系下ZSM-5分子筛的合成方法、性质及其催化性能，以期为相关研究提供参考。
二、ZSM-5分子筛的合成1. 水热合成法水热合成法是一种常用的ZSM-5分子筛合成方法。
该方法在高温、高压的水热条件下，通过调整硅源、铝源、模板剂等原料的比例，合成出具有特定结构的ZSM-5分子筛。
水热合成法具有操作简便、成本低等优点，但合成过程中需要较高的温度和压力。
2. 干胶法干胶法是一种在无水或低水环境下合成分子筛的方法。
该方法通过将原料混合均匀后，在一定的温度下进行干燥、煅烧等处理，得到ZSM-5分子筛。
干胶法具有操作简单、产物纯度高、无需使用大量溶剂等优点。
3. 不同体系下的合成不同体系下ZSM-5分子筛的合成方法也有所不同。
例如，在氟离子体系下，可以通过调整氟离子的浓度和种类，控制分子筛的晶体结构；在有机胺体系中，可以利用有机胺作为模板剂，调控分子筛的形貌和孔道结构。
三、ZSM-5分子筛的催化性能研究1. 酸催化反应ZSM-5分子筛具有较高的酸性和良好的热稳定性，在酸催化反应中具有优异的表现。
例如，在甲醇制烯烃（MTO）反应中，ZSM-5分子筛能够有效地催化甲醇转化为烯烃。
此外，ZSM-5分子筛还可用于其他酸催化反应，如烷基化、裂解等。
2. 催化裂化反应催化裂化反应是一种重要的石油化工反应。
ZSM-5分子筛在该反应中具有良好的催化性能，能够将重质烃裂化为轻质烃，提高石油产品的品质和产量。
此外，ZSM-5分子筛的孔道结构还能够影响裂化产物的分布和性质。
3. 不同体系下的催化性能研究在不同体系下合成的ZSM-5分子筛具有不同的结构和性质，其催化性能也会有所不同。
《不同体系下ZSM-5分子筛的合成及其催化性能研究》
《不同体系下ZSM-5分子筛的合成及其催化性能研究》一、引言ZSM-5分子筛作为一种重要的工业催化剂，因其具有独特的孔道结构和良好的催化性能，在石油化工、精细化工和环保领域具有广泛的应用。
近年来，随着不同合成体系和方法的不断探索，ZSM-5分子筛的合成工艺和催化性能得到了极大的提升。
本文旨在研究不同体系下ZSM-5分子筛的合成方法及其催化性能，为ZSM-5分子筛的进一步应用提供理论依据。
二、ZSM-5分子筛的合成（一）水热合成体系水热合成法是一种常用的ZSM-5分子筛合成方法。
该法以模板剂、硅源、铝源和水为原料，在高温高压的水热环境下进行反应。
通过调整反应条件，如温度、压力、反应时间等，可以控制ZSM-5分子筛的晶粒大小、形貌和结构。
此外，还可以通过添加不同的添加剂来调节ZSM-5分子筛的酸性和催化性能。
（二）溶剂热合成体系溶剂热合成法是一种以有机溶剂为反应介质的合成方法。
与水热合成法相比，溶剂热合成法可以更好地控制ZSM-5分子筛的形貌和结构。
此外，有机溶剂的极性和分子间作用力对ZSM-5分子筛的合成过程和性能也有重要影响。
因此，通过调整有机溶剂的种类和比例，可以获得具有不同性能的ZSM-5分子筛。
（三）微波辅助合成体系微波辅助合成法是一种快速、高效的ZSM-5分子筛合成方法。
该方法利用微波的独特性质，可以在短时间内完成ZSM-5分子筛的合成过程。
此外，微波辅助合成法还可以实现反应温度和反应速度的精确控制，从而提高ZSM-5分子筛的产率和质量。
三、ZSM-5分子筛的催化性能研究（一）酸性和催化活性ZSM-5分子筛的酸性和催化活性是其重要的性能指标。
不同体系下合成的ZSM-5分子筛具有不同的酸性和催化活性。
通过对比不同体系下合成的ZSM-5分子筛的酸性和催化活性，可以发现溶剂热合成法和微波辅助合成法合成的ZSM-5分子筛具有更高的酸性和催化活性。
这可能与这些方法能够更好地控制ZSM-5分子筛的形貌、结构和孔道有关。
ZSM-5分子筛改性新技术与应用前景
ZSM-5分子筛改性新技术与应用前景一、纳米片ZSM-5分子筛的合成使炼厂副产气资源实现高效利用我国每年从炼油厂催化裂化装置（FCC）和深度催化裂解（DCC）装置中产生的副产气体高达1900万t，其中含有大量稀乙烯资源，但大多数企业将它们作为低品位燃料气，资源浪费严重。
经测算，1900万t副产气体折合纯乙烯200万t，如能将之充分利用，可节约2000万t/a原油。
但是，由于稀乙烯有效成分浓度低，杂质组成复杂，精制回收工艺流程极为复杂且投资巨大。
使稀乙烯资源不经精制回收，直接通过催化转化生成乙苯等化学品，顺利实现分离和反应的耦合，不仅能够大幅降低能耗，而且充分利用了乙烯资源，对提高炼油厂的经济效益、拓宽乙烯原料来源及降低乙苯产品的生产成本等均具有重要意义。
为满足企业节能降耗需求，降低催化剂生产成本，上海石化研究院取得了纳米片ZSM-5分子筛的合成、模板剂的高效回收回用、催化剂酸性优化等关键技术突破。
开发出SEB-12低苯烯比稀乙烯制乙苯催化剂，实现了在海南实华嘉盛有限公司、中国石化九江分公司和山东京博石化有限公司的工业应用。
结果表明，SEB-12乙苯催化剂具有优良的扩散性能，在维持高转化率和高选择性指标基础上，大幅降低了乙苯生产能耗，再生周期超过19个月，使用寿命超过3年。
催化剂制备工艺方面的创新，有效降低了分子筛合成中有机模板剂的原料成本和含胺废水的处理成本，在催化剂清洁化生产方面迈进一大步。
二、ZSM-5分子筛连续、快速的合成方法很长时间以来，人们一直认为沸石通过天然结晶的工艺方法很慢，沸石的水热合成一般要分批、耗费几天时间才能完成。
目前，东京大学化工系统工程系的教授演示了ZSM-5分子筛的连续合成方法，该分子筛从无定型状态到完全结晶只需要几秒钟，其反应时间比常规的时间缩短了3~4个数量级。
研究人员认为分子筛的快速合成为该材料的大批量生产创造了条件，也加深了对分子筛成型的机理理解。
该连续流动反应器里设置了毫米级的通道，在通道中，经过调优的前驱体（90℃）与加压、预热到370℃的水充分混合，前驱体被加热到240℃~ 300℃，。
ZSM-5沸石分子筛发展现状
ZSM-5沸石分子筛发展现状刘慧芳，化学工艺1302，01201308170211摘要：本文介绍了ZSM-5 沸石分子筛的结构特点，总结了ZSM-5 沸石分子筛的两合成方法，主要有小晶粒ZSM-5分子筛的合成、含杂质原子ZSM-5分子筛的合成，并根据以上分析总结了ZSM-5的应用，最后对ZSM-5在未来的发展进行了展望。
关键字：催化剂，分子筛，ZSM-5，合成，应用1 前言ZSM（Zeolize Soeony Mobil）系列沸石分子筛是从1965 年开始被美国莫比尔（Mobil）公司所开发[1]。
这种结晶硅铝酸盐沸石，作为分子筛催化剂，在催化活性、选择性、稳定性等方面具有比其它型号沸石更好的性能。
ZSM 系列沸石大都有较高的硅铝比，其晶体结构与A、X、Y、M 型沸石不同，它要求的结晶密度较高，如ZSM-5 沸石分子筛则要求不小于1.6 g/ml，因为高密度骨架结构有利于晶体结构的稳定[2]。
晶格密度愈高，自由空间便压缩在很小范围内，从而造成活性中心的高密度分布。
而本文我们主要研究的就是ZSM-5 沸石分子筛。
ZSM-5 沸石分子筛具有独特孔道结构的形状选择性催化剂，被称为第二代沸石，是高硅的三维直通道的新结构沸石[3]。
ZSM-5 常称为高硅型分子筛，其硅铝比可高达50 以上。
由于它的化学结构、晶体结构以及物化性质方面具有许多独特的性质，在许多有机催化反应中显示了很好的催化性能，得到越来越多的工业应用，尤其是在柴油降解、润滑油催化脱蜡、低碳烯烃FCC 制烯烃和汽油改变中得到广泛应用[4]。
2 ZSM-5分子筛的结构ZSM-5 沸石分子筛在催化过程中其沸石催化剂不易积碳，由于其本身为中孔分子筛，周边没有笼，并且有极好的耐酸性、热稳定性和疏水性。
其晶胞组成：Nan Aln·Si96-n·O192·16H2O，式中n 是晶胞中铝的原于数，可以从0～27，典型为3 左右，硅铝物质的量比可以较大范围内改变，但硅铝总原子数为96个。
ZSM_5分子筛在炼油工业中的应用_张宝香
石油化工与催化收稿日期:2006-03-06作者简介:张宝香(1973-),女,工程师。
ZSM -5分子筛在炼油工业中的应用张宝香,李永泰(中国石化抚顺石油化工研究院,辽宁抚顺113001)摘 要:介绍了ZSM -5分子筛在炼油工业中的应用,包括柴油加氢降凝、润滑油加氢脱蜡、汽油恢复辛烷值和催化裂化(FCC)汽油降烯烃。
关键词:ZSM -5分子筛;加氢改质;加氢脱蜡;提高辛烷值;降烯烃中图分类号:TQ424.25;TQ426.95 文献标识码:A 文章编号:1008-1143(2006)08-0023-04Application of ZSM -5zeolites in oil refiningZH AN G Bao -x iang,LI Yong -tai(Sinopec Fushun Research institute of Petroleum &Petrochemicals,Fushun 113001,Liaoning ,China)Abstract :Application of ZSM -5zeolites in oil refining was review ed,including diesel hydrotreating,lub oil dew axing,gasoline octane number enhancing and FCC gasoline olefin -reducing.Key words :ZSM -5zeolite;hydrotreating;hydrodew ax ing;octane number enhancing;olefin -reducing C LC nu mber :TQ424.25;TQ426.95 D ocum ent code :A A rticle ID :1008-1143(2006)08-0023-04 ZSM -5分子筛由美孚石油公司于1972年开发成功,是一种具有高硅铝比、三维直通孔道结构的中孔择形分子筛,由平行于单胞a 轴的 Z 字形圆通道(孔开度约为0.54~0.56nm)和平行于单胞b 轴的椭圆形通道(孔开度约为0.52~0.58nm)交叉而成[1-2]。
3D打印整体式ZSM-5分子筛催化剂及应用
3D打印整体式ZSM-5分子筛催化剂及应用3D打印整体式ZSM-5分子筛催化剂及应用随着科技的不断进步和发展，3D打印技术逐渐成为各个领域的研究热点之一。
在化学领域，科学家们开始运用3D打印技术来制造复杂结构的催化剂。
本文将介绍一种基于3D打印技术制造的整体式ZSM-5分子筛催化剂，并探讨其在催化反应中的应用。
ZSM-5分子筛是一种常用的催化剂，具有大量的微孔和直通孔道结构。
这种结构使得ZSM-5分子筛在石油化工领域的各种重要催化反应中表现出色。
然而，传统的催化剂制备方法存在一些问题，如催化剂结构无法精确控制、催化剂活性和稳定性有限等。
因此，开发一种高效且可控制的催化剂制备方法成为研究的重点。
基于3D打印技术，科学家们设计了一种全新的制备整体式ZSM-5分子筛催化剂的方法。
首先，他们针对ZSM-5分子筛的结构进行了多层次的模拟和优化，确定了最佳的设计参数。
然后，利用3D打印技术将ZSM-5分子筛按照预设的结构打印出来。
最后，通过热处理等方法对打印制得的催化剂进行后续处理，提高其晶化度和催化活性。
与传统的催化剂相比，整体式ZSM-5分子筛催化剂具有以下优势。
首先，3D打印技术可以精确控制催化剂的结构和形貌，有效提高催化剂的选择性和活性。
其次，由于整体式催化剂的复杂结构，活性组分更加均匀地分布在整个催化剂中，提高了催化反应的效率和稳定性。
此外，整体式催化剂具有更好的抗压性和耐高温性能，可应用于高温条件下的催化反应。
整体式ZSM-5分子筛催化剂在催化反应中取得了显著的应用效果。
一项研究表明，利用整体式ZSM-5分子筛催化剂可有效催化甲烷烷基化反应，将甲烷转化为烷烃化合物。
相比传统的催化剂，整体式ZSM-5分子筛催化剂具有更高的转化率和选择性，可有效解决石油资源利用的难题。
此外，整体式ZSM-5分子筛催化剂还可应用于催化裂化、环烷烃转化等多种反应中，具有广阔的应用前景。
总之，基于3D打印技术制备的整体式ZSM-5分子筛催化剂具有结构精确控制、选择性高、活性好、稳定性强等优点，被广泛应用于各种催化反应中。
ZSM-5分子筛及其催化芳构化应用简介
1.分子筛1.1分子筛的概念狭义上讲，分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成其晶体结构中具有规整而均匀的孔道和空腔体系，孔径大小为分子数量级（通常为0.3~2.0 nm），从而能把形状直径大小不同的分子，极性程度不同的分子，沸点不同的分子，饱和程度不同的分子分离开来，即具有“筛分“分子的特性，故称为分子筛。
随着分子筛合成与应用研究的深入，研究者发现了磷铝酸盐类分子筛，并且分子筛的骨架元素（硅或铝或磷）也可以由B、Ga、Fe、Cr、Ge、Ti、V、Mn、Co、Zn、Be和Cu等取代，其孔道和空腔的大小也可达到2 nm以上，因此分子筛按骨架元素组成可分为硅铝类分子筛、磷铝类分子筛和骨架杂原子分子筛；按孔道大小划分，孔道尺寸小于2 nm、2~50 nm 和大于50 nm的分子筛分别称为微孔、介孔和大孔分子筛。
由于具有较大的孔径，成为较大尺寸分子反应的良好载体，但介孔材料的孔壁为非晶态，致使其水热稳定性和热稳定性尚不能满足石油化工应用所需的苛刻条件。
目前分子筛在冶金，化工，电子，石油化工，天然气等工业中广泛使用。
分子筛有天然和人工合成两种。
天然沸石大部分由火山凝灰岩和凝灰质沉积岩在海相或湖相环境中发生反应而形成。
目前已发现有1000多种沸石矿，较为重要的有35种，常见的有斜发沸石、丝光沸石、毛沸石和菱沸石等。
主要分布于美、日、法等国，中国也发现有大量丝光沸石和斜发沸石矿床，日本是天然沸石开采量最分子筛大的国家。
因天然沸石受资源限制，从20世纪50年代开始，大量采用合成沸石。
1.2分子筛的性能分子筛为粉末状晶体，有金属光泽，硬度为3～5，相对密度为2～2.8，天然沸石有颜色，合成沸石为白色，不溶于水，热稳定性和耐酸性随着SiO2/Al2O3组成比的增加而提高。
分子筛有很大的比表面积，达300～1000m2/g，内晶表面高度极化，为一类高效吸附剂，也是一类固体酸，表面有很高的酸浓度与酸强度，能引起正碳离子型的催化反应。
ZSM-5分子筛催化剂介绍
ZSM-5 催化剂失活机理较为复杂, 一般认为, 积炭是酸催化剂失活的主要因素, 但除了积炭以外, 中毒、金属沉积、固态反应和烧结等均可造成 ZSM-5 催化剂活性的 降低甚至失活, 而全面分析有关 ZSM-5 催化剂的失活原因及再生方法的研究较少。通 过查找资料分析，归结 ZSM-5 分子筛失活的原因有以下四点：
３.６ 柴油加氢降凝
我国大部分原油属于石蜡基或中间基原油，蜡含量较高，导致馏分油凝点也高。 从我国２００５年柴油产需情况看，柴油供应仍不能满足要求。柴油加氢降凝技术不 但可以满足寒冷地区对低凝点柴油的需要，而且也是增产柴油的有效手段。
柴油加氢降凝工艺的技术关键是加氢降凝催化剂。最初的加氢降凝催化剂是用有 机模板剂合成的 ZSM-5 分子筛为基质制备的，缺点是价格昂贵，起始反应温度高，且 存在环境问题。中国石化抚顺石油化工研究院以直接法合成的 ZSM-5 分子筛为基质，
４.失活 ZSM－５催化剂的物相未发生根本变化。酸性分析结果表明：ZSM 一 5 催化剂的强酸中心尤其是较强 B 酸中心是导致结炭的主要活性中心。尽量降低催化剂 中的强 B 酸和强 L 酸中心，可以减缓催化剂的失活速率。
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ZSM-5 分子筛催化剂介绍
2012
口市电炉制造厂);晶型分析仪: X- RAY, 3B 型(日本理学); Hitachi - 650 型扫描电 镜;粒度分析仪:BI- XDC 型美国粒度仪和激光粒度仪。
４.２ ZSM-5 分子筛合成路线
ZSM-5 分子筛合成路线如图４－１所示。
图４－１ ZSM-5 分子筛合成工艺示意图
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ZSM-5 分子筛催化剂介绍
2012
２.２ 耐酸性
ZSM-5 沸石具有良好的耐酸性，它能耐除氢氟酸以外的各种酸。
《干胶转化制备ZSM-5分子筛以及其应用》范文
《干胶转化制备ZSM-5分子筛以及其应用》篇一干胶转化制备ZSM-5分子筛及其应用一、引言随着石油资源的日益枯竭和环保要求的不断提高，对高效、环保的催化剂需求日益增长。
ZSM-5分子筛因其具有高活性、高选择性以及良好的水热稳定性，被广泛应用于石油化工、精细化工和能源领域。
干胶转化法是一种常用的ZSM-5分子筛制备方法，本文将详细介绍该方法及其应用。
二、干胶转化制备ZSM-5分子筛1. 原料与设备干胶转化法制备ZSM-5分子筛的主要原料包括硅源、铝源、模板剂等。
设备主要包括搅拌器、干燥箱、焙烧炉等。
2. 制备过程（1）将硅源和铝源按照一定比例混合，加入适量的模板剂，在搅拌器中充分搅拌，形成干胶。
（2）将干胶在干燥箱中干燥，得到干胶前驱体。
（3）将干胶前驱体在焙烧炉中焙烧，使硅铝酸盐骨架形成，同时去除模板剂，得到ZSM-5分子筛。
3. 制备参数优化干胶转化的关键在于制备参数的优化，包括硅铝比、模板剂种类及用量、焙烧温度等。
通过优化这些参数，可以得到高纯度、高比表面积的ZSM-5分子筛。
三、ZSM-5分子筛的应用ZSM-5分子筛因其优异的性能，被广泛应用于石油化工、精细化工和能源领域。
1. 石油化工领域ZSM-5分子筛可作为催化剂用于烃类裂解、烷基化等反应，提高反应活性和选择性，降低积碳率。
此外，还可用于制备高辛烷值汽油等。
2. 精细化工领域ZSM-5分子筛可用于催化酯化、醚化、脱水等反应，提高反应速率和产物纯度。
此外，还可用于制备高纯度有机硅化合物等。
3. 能源领域ZSM-5分子筛可用于催化生物质转化为燃料或化学品，如生物柴油等。
此外，还可用于催化碳氢化合物的水蒸气重整等过程。
四、结论干胶转化法是一种有效的ZSM-5分子筛制备方法，通过优化制备参数可以得到高纯度、高比表面积的ZSM-5分子筛。
ZSM-5分子筛因其优异的性能在石油化工、精细化工和能源领域具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，ZSM-5分子筛的制备技术和应用领域将不断拓展和完善，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
zsm-5分子筛催化剂的研究报告进展
ZSM-5 分子筛催化剂的研究进从19世纪末至20世纪初，化学工业中利用催化技术的生产过程日益增多，为适应对工业催化剂的要求，逐步形成了产品品种多、制造技术进步、生产规模和产值与日俱增的催化剂工业。
随着环保意识的增强，对清洁能源的不断提高，人们越来越多研究环保型催化剂。
其中，沸石分子筛催化剂作为一个清洁的、有选择性的可循环的催化剂在炼油行业和化工行业都广泛应用。
分子筛具有稳定的骨架构造、可调变的孔径、较高的比外表积和吸附容量，在催化领域引起广泛的关注，同时也反映了分子筛催化剂的良好应用潜力。
在此，着重讲述ZSM-5分子筛催化剂的开展情况与工业应用。
1、ZSM-5分子筛催化剂的开展历史上世纪60年代末期，美国联合碳化学公司〔UCC)开发出合成分子筛，随后，美国Mobil公司的研究人员开发出由Zeolites Socony Mobil 缩写命名的ZSM系列高硅铝比沸石分子筛催化剂，并形成工业化规模生产。
近几年来，市场对各类分子筛催化剂的需求不断增加，国内合成分子筛的生产规模也不断壮大。
其中，**骜芊科贸开展**生产经营ZSM-5高硅沸石分子筛结晶粉体、疏水晶态ZSM-5吸附剂等系列分子筛。
80年代，南开大学催化剂厂研发了不使用模板剂来合成的路线，即运用直接法合成ZSM-5分子筛。
2、ZSM-5当前前沿ZSM-5 分子筛是MFI 构造的分子筛，〔硅铝比≥ 20〕，骨架构造由五元环组成，具有耐热性、耐酸性、疏水性和较高的水热稳定性，孔道穿插，孔径在0.52 ～ 0.56 nm 之间，催化反响性能优异。
ZSM-5 分子筛催化剂可用于烷烃的芳构化、异构化、催化氧化、裂化及脱硫反响。
近年来，主要利用其酸碱特性进展甲醇转化为烃类和低碳烷烃脱氢反响。
*玲玲等考察了纳米与非纳米ZSM-5 分子筛在甲苯烷基化、二甲苯异构化反响的催化性能，结果说明：纳米ZSM-5 催化剂外表存在更多的酸量，使得催化裂化活性与氢转移活性相对较高。
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ZSM-5催化剂在炼油工业中的应用
ZSM-5分子筛具有特殊的孔结构, 以ZSM- 5 分子筛为主体的临氢 降凝催化剂，只容许分子直径小于ZSM-5分子筛孔径的直链烷烃 及短侧链异构烷烃进入其中，与活性中心接触而裂化为小分子， 其余的大分子异构烷烃、环烷烃、芳烃因不能进入孔道而不发生 反应。因为凝点较高的烷烃裂解为小分子烃类，从油品中分离出 去，所以油品的凝点降低了。 由于ZSM-5分子筛独特的孔结构、良好的耐热和水热稳定性、 较强的耐酸和抗积炭能力以及优异的选择性裂化、芳构化、异 构化和烷基化等催化性能，在炼油工业中得到了广泛的应用, 主 要有:润滑油催化脱蜡、柴油加氢降凝、催化裂化(FCC)汽油降 烯烃和甲醇择形转化等。
环通过氧桥连接成三维 空间的多面体（笼） 笼通过氧桥连接成分子 筛
四 面 体 环 笼
分 子 筛
ZSM-5分子筛
ZSM-5分子筛常称为高硅型沸石，其Si/Al可高达50以上。
ZSM-5的空间结构也是类似于石墨的层状结构，由五元环通过 氧桥相互连接构成一层空间结构。这些层相互靠[SiO4]或 [AlO4]四面体构成的环来联接，造成了在ZSM-5分子筛的层与 层之间也存在着孔道，也可输送反应物和产物分子。ZSM-5 分子筛的孔道结构由截面呈椭圆形的直筒形孔道和截面近似 为圆形的“之”字型孔道交叉所组成。
注意：T 除 Si 、Al 外，也可是 P（磷）、Ti（钛）、V （钒）等
2.2 分子筛环结构
硅（铝）氧四面体通过氧桥连接成环
每个顶点代表一个T原子 （或TO4四面体）
每条边代表一个氧桥 （或 T–O–T键）
由4个TO4 四面体形成四元环，5个TO4 四面体形成五元环，依此
类推还有六元环、八元环、十元环、十二元环和十八元环等
3.2 产物的择形催化
当产物混合物中的某些分子太大，难于从分子筛的内孔 窗口扩散出来，成为观测到的产物，就形成了产物的择 形选择性。 这些未扩散出来的大分子，或者异构成线度较小的异构 体扩散出来，或者裂解成较小的分子，乃至不断裂解、 最终以炭的形式沉积在孔内和孔口，导致催化剂的失活
3.3 过渡状态的择形催化
ZSM-5分子筛的结构构型
成对的五元环 成对五元环的联结
ZSM-5的骨架结构
由成对的五元环组成，没有笼、只 有通道 其中高硅铝比的具有憎水性
ZSM-5的两种交叉孔道
通道孔径 5.5-6 Å
3 分子筛催化剂的择形性质
分子筛结构中有均匀的内孔，当反应物和产物的 分子大小与晶内孔径相接近时，催化反应的选择 性取决于分子与孔径的相应大小，这种选择性称 之为择形催化选择性。 择形选择性机理：
有优先吸附能力，因而能把极性程度不同，饱和程度不同，分 子大小不同及沸点不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子 的作用，故称分子筛。
2 分子筛的结构
2.1分子筛基本结构单元
TO4 — 硅氧四面体（SiO4）和铝氧四面体（AlO4）
（以 Si 或 Al 原子为中心的正四面体）
O2Si4+ 或 Al3+
过渡状态的选择性对于积炭的控制
小孔分子筛（如ZSM-5）对大 的过渡状态的限制作用，可阻 止孔内结焦。 原因是小孔不利于焦生成的前 驱物聚合反应所需要的大的过 渡态，在ZSM-5催化剂上，焦 多沉积在外表面，而大孔径的 分子筛如HM，焦多在内孔中生 成。
小孔型分子筛（焦沉积于外表面）
大孔分子筛（焦沉积于内孔中）
八面沸石笼（超笼）
二十六面体（4个十二元环、4个六元 环、18个四元环，48个顶点） 平均笼直径 12.5Å，空腔体积 850Å3 最大窗孔：十二元环，孔径9 Å
分子筛的结构构型
基本结构单元是硅氧四 面体（SiO4）和铝氧四 面体（AlO4） 硅（铝）氧四面体通过 氧桥连接成环
合成高辛烷值汽油具有优良的选择性，除了甲醇以外，其
它醇以及含氧物在适当的条件下都能通过 ZSM-5 分子筛 转化成汽油。
小结
ZSM-5分子筛属于高硅沸石，具有特殊的孔结构， 具有良好的择形催化性质和抗积炭能力，以及优 异的选择性裂化、芳构化、异构化和烷基化等催 化性能，在炼油工业中将会得到更广泛的应用。
ZSM-5分子筛催化剂及其在炼油工业中 的应用
唐松山 201422151965
目录
分子筛概念 ZSM-5分子筛的结构 分子筛催化剂的择形性质 ZSM-5分子筛的应用 小结
1 分子筛概念
分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物，分子筛具有均 匀的微孔结构，它的孔穴直径大小均匀，这些孔穴能把比其直
径小的分子吸附到孔腔的内部，并对极性分子和不饱和分子具
环 四元环 约1.0 五元环 1.5 六元环 2.Байду номын сангаас 八元环 4.2 十元环 6.3 十二元环 8.0-9.0
有效直径 Å
2.3 分子筛笼结构
环结构通过氧桥再相互联结，形成三维空间的多面 体（笼结构）
笼（立方体笼） 6个四元环 一般分子进不到笼里
六方柱笼 2个六元环、6个四元环 一般分子进不到笼里
由孔腔中参与反应的分子的扩散系数差别引起的，称 为质量传递选择性； 由催化反应过渡态空间限制引起的，称为过渡态选择 性。
择形催化有四种不同形式。
3.1 反应物的择形催化
大尺寸分子不能扩散进入分子筛孔腔内，只有那些小于内 孔直径的分子才能进入孔内催化活性部位进行催化反应。 反应物的择形催化在炼油工业有多种应用：油品的分子筛 脱蜡，重油的加氢裂化等。
β笼（又称削角八面体）
十四面体（6个四元环、8个六元 环，24个顶角） 平均笼直径 6.6Å，空腔体积160Å3 最大窗孔：六元环，孔径 2.8Å 仅允许 NH3、H2O等小分子进出
笼
二十六面体（6个八元环、8个六元环、 12个四元环，48个顶点） 平均笼直径 11.4 Å，空腔体积760Å3 最大窗孔：八元环，孔径 4.1Å
含量，又能最大限度保留汽油的辛烷值。
柴油加氢降凝
柴油馏分经临氢降凝后, 由于使用了具有择形裂解性能的临氢降凝催化剂， 使大分子、凝点较高的直链烷烃裂解，从而使柴油凝点降低。
甲醇择形转化
甲醇是重要的化工原料，采用 ZSM-5 分子筛可使甲醇全 部转化生成丰富的烃类，ZSM-5 分子筛催化剂对于从甲醇
ZSM-5 分子筛具有高水热稳定性、高比表面积、卓越的择形催化效果、很 宽的硅铝比变化范围、独特的表面酸性和较低的结碳量。正是基于以上优点, 使得ZSM-5 分子筛被广泛用于炼油工业、精细化工及环境保护等各个领域。
不同n(Si):n(Al)比的ZSM-5产品的应用领域
n( Si ) : n( Al ) 应用领域 25~ 30 渣油催化裂化 催化裂化装置降低汽油烯烃或增产丙烯 36~ 38 助剂 催化裂化催化剂添加, 提高汽油辛烷值, 40~ 50 增加气体的烯烃含量 化工方面择形催化, 如二乙苯催化剂、 100~ 150 二甲苯异构化催化剂等 220~ 400 环保方面水中有机物的提取
有些反应，反应物分子和产物分子都不受催化剂窗口孔径扩散的 限制，但形成相应的过渡状态需要有较大的空间，不然就受到限 制，使反应无法进行，这就构成了过渡状态的择形选择性。 例如二烷基苯的烷基转移反应，就属于过渡状态的择形催化的例 子，反应涉及一种二芳基甲烷型的过渡状态，在择形催化剂HM（ 丝光沸石）上，对称的三烷基苯的产量几乎为零。这种对称的异 构体形成受阻，是因为HM的内孔无足够大的空间适应于体肥的过 渡状态。
3.4 分子交通控制的择形催化
在具有两种不同形状和大小的孔道的分子筛中，反应物从一种 孔道进入到催化剂活性部位，进行催化反应，而反应产物则从 另一孔道扩散出去，尽可能减少逆扩散，从而增加反应速率。
产物
反应物分子从“之”字形孔
道进入分子筛
反 应 物
较大的产物分子从椭圆形直 孔道扩散出来
4 ZSM-5分子筛的工业应用
润滑油催化脱蜡
润滑油催化脱蜡工艺是利用ZSM-5分子筛择形裂化的特性，将原料中的 蜡分子转化成C3~C4气体和石脑油，再经蒸馏从润滑油中脱除，而达到
降低倾点的目的。
FCC汽油降烯烃
由于改性后的ZSM-5 分子筛具有优异的烷基化、芳构化和异构化性能，
能使FCC汽油中的部分烯烃通过烷基化、芳构化、异构化等反应转化 为高辛烷值的带侧链的芳烃和异构烷烃，这样既能降低汽油中的烯烃