沸石催化剂的制备与脱硫工艺的考查模板文档格式.docx

1、 图1 八面沸石型分子筛型沸石是当前广泛应用的沸石类型, 其结构类似于金刚石的密堆立方晶系结构。若以笼这种结构单元取代金刚石的碳原子结点, 且用六方柱笼将相邻的两个笼联结, 就形成了八面沸石型的晶体结构（图214）, 用这种结构继续连接下去, 就得到型分子筛结构。其主要通道孔径约-, 比1.53.0。在八面沸石型分子筛晶胞结构中, 阳离子的分布有三种优先占住的位置, 即位于六方柱笼中心的S, 位于笼的六圆环中心的S, 和位于八面沸石笼中靠近笼的四元环上的S。Y型沸石催化剂的制备过程主要由以下几步组成:NaY 离子交换 洗涤过滤 干燥 成型 焙烧 成品（1） 离子交换分子筛的离子交换反应一般在水

2、溶液中进行, 常见的是酸交换或铵交换, 酸交换一般可用无机酸, 或有机酸（ 醋酸、 酒石酸等） 。下式表示以进行交换的反应式:酸交换时, 沸石晶格上的铝也能被H+取代成为脱铝沸石, 其催化性能会发生变化。铵交换就是用铵盐溶液对进行离子交换, 交换时不会脱铝。用溶液交换时, 其反应式如下:在300500下焙烧, 即可转变成具有酸性催化性能的型。离子交换反应是可逆的, 故必须进行多次交换才能达到较高的交换度。溶液的浓度、 交换次数、 交换时间、 交换温度等因素对钠的交换率都有影响。另外, 在离子交换过程中, 位于小笼中的钠离子一般很难被交换出来, 可进行中间焙烧, 使残留的离子重新分布, 移入易交

3、换的位置, 然后再用铵溶液交换, 这样能够大大提高交换度。（2） 焙烧焙烧是催化剂具有一定活性的不可缺少的步骤。把干燥过的催化剂在不低于反应温度下进行焙烧, 进一步提高催化剂的活性, 保持催化剂的稳定性和增强催化剂的机械强度。用铵盐交换得到的铵型型沸石, 当加热处理时, 铵型变氢型。如将温度进一步提高, 则可进一步脱水, 出现路易士酸中心。分子筛吸附吡啶的红外光谱研究表明, 带在波数3540 cm-1和3643 cm-1的强度随处理温度的变化和在其上吸附吡啶导致带的消失都证明分子筛的基是酸位中心, 且沸石于350550焙烧产生的酸度最大。（3）最佳吸附脱硫工艺的考查经过改变固液比、 温度和接触

4、时间, 根据微库仑仪的测定结果, 来确定HY分子筛对噻吩的最佳吸附工艺。 图 2离子交换装置 1电热碗; 2四口烧瓶; 3温度计; 4搅拌器; 5回流冷凝器C 实验步骤在天平上称取50克合成或天然分子筛装入四口瓶中, 用量筒量取预先配制好的溶液500ml倒入四口瓶中。然后将四口瓶放入电热碗中, 装上回流冷凝器, 搅拌器、 接触温度计、 水银温度计, 并打开冷却水。启动搅拌器, 加热升温, 控制温度在100下搅拌反应小时, 然后停止搅拌并降温。卸下回流冷凝管, 搅拌器和温度计, 待分子筛沉至瓶底后, 将上层清液分出, 然后重新加入500ml, 开始第二次交换, 方法步骤同上。第二次交换完成后,

5、待交换液温度降至4050时, 进行过滤和洗涤。（2） 过滤洗涤将滤纸铺在布氏漏斗内, 倒入沉淀液体, 抽真空过滤接近滤干时, 用100ml蒸馏水均匀淋入, 继续滤干, 关闭真空泵。将滤饼取出, 放入500ml烧杯内, 加蒸馏水300ml, 用玻璃棒将滤饼捣碎进行洗涤, 再进行真空抽滤。重复上述操作至取滤液少许于试管中, 加溶液几滴, 无白色沉淀出现, 即表示滤液中无氯离子, 洗涤完毕。取出滤饼放在蒸发皿内置于烘箱中, 在120下烘干。（3） 焙烧将催化剂颗粒放入瓷坩埚内, 置于马福炉炉膛中心。控制温度在5小时内升温至5005, 在此温度下保持小时, 自然降温至120140时取出坩埚放入干燥器中

6、, 以备反应用。（4） 最佳吸附脱硫工艺的考查设计一正交实验表列出一系列的变固液比、 温度和接触时间, 分别考查不同工艺条件下, 催化剂与100ml相同硫含量的溶液接触后硫含量的降低。吸附脱硫后溶液用离心分离法将分子筛分离出来, 溶液采用微库仑法测定硫含量。（5） 硫含量的测定（a） 仪器准备: 将仪器按照使用说明书安装好, 连接电源电路及载气管线; 从滴定池中放出前次作样的旧电解液, 加入新鲜电解液, 使液面高于惦记510mm。（ b） 调节气体流量及炉温, 操作条件如下:裂解炉温度, 入口段 370420 中心段 710750 出口段 570620气体流量, mL/min反应气 O2 40

7、 载气 N2 160（ c） 开始试 验 测定转化率: 用10L注射器抽取标样清洗注射器数次后, 抽取标样48L, 倒置排出气泡, 将针芯向后拉动液体凹面落在1L标记处读数得到V1, 将注 射器平放在自动进样器夹子上夹紧后进样, 速度控制在0.10.2L/s, 当进到注射器内样品约剩0.5L时停止进样。取下注射器, 再次将针芯向后 拉, 使液体凹面落在1L标记处读数得到V2。两次差值就是标样的进样量。用微库仑计滴定硫含量, 去硫含量显示值。一个标样重复测定两次, 取平均值。 按下式计算硫的转化率: F=W/（B*V）*100% 其中, F为硫的转化率, %; W 微库仑仪两次滴定硫含量的平均值

8、, ng; B 标样硫含量, ng/l ; V 进样量, l。转化率每7天校正一次, 转化率指标达到仪器说明书规定的要求方可作试样测定。 用液体进样器替换自动进样器。按照流程连接液体进样器和液化气采样器, 用9号注射针与液体进样器出口管连接后插入裂解管进样口。 按照下面的参数控制条件和参数: 370420 710750 570620吹扫气 35; 补充载气 105; 反应气 O2 60 打开采样器出口阀, 微开放空阀到有气泡出来为止, 拉出滑动进样阀手柄, 使样品充入阀芯, 吹扫阀芯1020s, 拉动滑动进样阀手柄, 阀芯对准吹扫气, 阀芯 内样品被吹入稀释管, 再进入裂解管氧化裂解。用微库仑仪滴定硫含量, 度取六含量显示值。一个试样重复测定两次, 取平均值。 同一操作者, 两次平行测定的结果之差不得超过以下规定数值:测量范 围 允许差ppm mg/m3 最小值的%10 20 20> &20 10D 结果与讨论（1） 列出本实验的实验条件和实验数据,根据图标确定分子筛的最佳吸附脱硫工艺。（2） 参考本实验设计型沸石用稀土离子交换的实验方法, 画出实验流程。参 考 文 献1 上海试剂五厂编 . 分子筛制备与应用 .上海: 上海人民出版社, 19762 黄仲涛 . 工业催化 . 北京: 化学工业出版社, 1994