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TS-1分子筛催化剂的增效成型方法研究进展

粒径过小,反应后分布在物料体系中,难以很好地分离;虽然目
除了加入成型助剂,刘国清等人Il驯将TS.1原粉、Si02和有
机助剂混合,并逐滴加入稀硝酸和硅溶胶,得到圆柱状成型催化 剂。
为了提高催化剂的机械强度,张永强等【l 4J以氢氧化铝粉代替 纳米氧化铝制备了含35%嗡0%氧化铝的TS.1催化剂。
斯特芬・哈森察尔掣15】将TS.1、黏结剂和成膏剂制成可成型组
刘雅哲等【26J将硅胶微球浸渍于TS.1合成液中,晶化、焙烧后 得到成型TS.1,表现出良好的催化性能。
[1 l】郭洪臣,贾玉华,李海龙,等.一种TS一1钛硅分子筛催化剂的挤条成 型方法fPl.中国,103041852 A.2013-04—17.
介孔陶瓷材料比表面积和负载量较大,较好的抗热冲击和热 应力,较大的机械强度,越来越广泛地作为载体制备复合催化剂。 周颖等【2 7l把多孔道圆柱状陶瓷Si02、A1203或堇青石载体进 行预处理,将钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、TPAOH、异丙醇和蒸馏 水的混合液浸渍在上述合成液中,自生压力下晶化,再经冷却、 洗涤、干燥、焙烧制得整体型催化剂。该制备方法简单,TS.1与
[9]郑路凡,张永强,刘易,等.钛硅分子筛成型的研究进展[J].石油化工,
2013,42(7):818-822.
【10]q:祥生,李钢,陈涛,等.一种复合催化剂的制各及其应用【P].中国,
1346705A.2002—05.01.
使Ts.1分子筛在无机氧化物小球上原位生长,制得复合催化剂。 该法降低了成本,但会引入杂质AIt25】。
通过球磨机或气流粉碎机将其平均粒径缩小,再进行喷雾干燥成
型。通过该方法制得多孔性微球,粒径均匀,机械性能相对提高,
催化性能增强。
Edrick Morales等佯J将Ti02前体或二氧化钛与水或醇混合,再 加入TS.1原粉形成悬浮体,通过雾化装置将该悬浮体破碎,在干 燥气体中流化产生微球,然后在惰性气体保护下焙烧制得成型微
Abstract:The molding methods of TS一1 molecular sieve catalyst were reviewed,including spray—drying,extruding,dkeet roasting and in-situ loading.The mechanical strength and catalytic performance ofTS-1 molding catalysts for different methods w既e analyzed.够well∞the Pros and cons. Keywords:TS・・1 molecular sieve catalyst:benefieiated molding;spray・-drying;extruding;in・-situ loading
大的分子筛,但催化效率并未得到提高。 陈晓晖等【2州采用TPAOH为模板剂,并添加吐温40在堇青石 载体上合成的TS.1整体式催化剂。 原位负载成型法大大地降低了成本。载体可以较好的传递反
剂成型方法[P】.中国,103041853A.2013-04—17. f18]t亚权,孟凡会,张宇,等.粒状钛硅分子筛催化剂方法及制备方法
1.4纤维催化剂成型方法 郭洪臣等【17】将聚合材料放在溶剂中溶解成纺丝溶液,再将分 子筛粉体放入其中,制备成均匀浆料后喷成丝状,活化得到纤维
状载体成型的TS.1。该方法获得了高比表面积的纤维催化剂,提
高了转化率;但其工艺复杂,不适合工业化生产。
w.H.Onimus等[71将晶化焙烧后的Ts.1与黏结剂混合,然后
[P].中国,1206032C.2005—6
15.
[16]郭洪臣,胡阳,贾玉华,等.一种TS.1钛硅分子筛催化剂的油柱成型
方法【P】.中国,103100418A.2013—05—15. 【17]郭洪臣,胡阳,贾玉华,等.一种TS.1钛硅分子筛催化剂的纤维催化
刘莹拉驯采用TPAOH和TPABr为混合模板剂,制备了粒径更
万方数据
广东化工
88
www.gdchem.tom
2014年第16期 第4l卷总第282期
身分解以及产物与溶剂发生的副反应【2”。
Rainer
718293282.2007—02—27.
Sehodel掣“1采用模板剂TPAOH,将钛源和硅源的混
合物沉积在金属氧化物上,置于高压釜自生压力下反应。该方法 降低了成本,增大了催化剂的尺寸;但TS.1在金属氧化物上直接 相互连接,结合强度较差,活性组分易于脱落,从而影响催化性
1983年Taramassor等【l】首次宣布将Ti原予成功导入纯硅分子 筛骨架中,合成了氧化钛硅分子筛TS.1,由于其良好的催化氧化 活性、选择性和独特的择形催化功能,应用于氧化反应过程具有 低能耗、零排放和反应条件温和等特点,被认为是环境友好型催 化剂的典型代表。 实际工业应用TS.1催化剂多为原粉,但不足之处在于:原粉
能【23】。 李钢等【241采用廉价的硅溶胶代替硅酯,TPABr代替TPAOH,
『81Edrick Morales,Guoyi Fu,RogerA Grey,et a1.Spray.Dried Transition Metal Zeolite and Its Use[P1.WO,20097082(A1).2009—08—06.
(1.School ofChemistry and Chemical Engineering,Hubei University ofTechnology,Wuhan 430068; 2.Jinao(Hubei)Science&Technology Chemical Industry Co.,Ltd.,Qianjiang 433 132,China)
1.5直接焙烧成型法 王亚权等(1 8】提出了直接焙烧成型法。即将盐酸、TS—1分子筛 细粉、正硅酸乙酯、乙二醇.丙二醇.乙二醇共聚物混匀成浆态物, 焙烧,得到TS.1催化剂。本方法简化了操作程序,增加了工业化
的可实施性。
2原位成型法
原位成型法就是在水热合成体系中直接合成大颗粒TS.1催 化剂或负载成型催化剂。该制备方法简单、节省成本、催化剂利
合物,得到了成型催化剂,能够满足工业固定床反应器的应用要
求。 挤条成型法制造费用低、生产效率高、可连续大批生产,但 对成型技术要求较高,需针对具体的反应类型和物料特性不断实 验以确定最佳成型条件。 113油柱成型法
前发明了一种新技术——膜过滤技术,但成本太高【2】。制备大颗
粒TS.1催化剂来提高生产效率,目前主要有两种方法——后成型
合,挤条成型、干燥、焙烧、切粒,所得催化剂选择性较高;但
造孔剂过量会使二次孔在高温下形成大孔,降低传质传热性能。
郭洪臣等…J在成型体系中加入纤维,焙烧后使其具有贯通孔
道,极大地提高了传热传质效率。为进一步提高催化剂的机械强 度,郭洪臣等【l副在成型过程中又加入了硼酸。
【收稿日期】2014—06—06 【基金项目】湖北省教育厅产学研重大项目(CXY2009A010):湖北省自然基金重点项目(2010CDA020):科技部中小企业创业基金(12C26214204453) 【作者简介】徐保明(1966一),男,荆卅1人,硕士,副教授,主要研究方向为精细化学品新产品开发与产业化。・为通讯作者。
用率高。 2.1直接成型法
球。 喷雾干燥成型法增大了TS.1催化剂的粒径,解决了以往原粉 分离难、不易回收等问题,易于操作,纯度较高。但仍存在缺点: 当热风温度较低时,不利于热交换;另外,该法制备的成型微球 用于流化床反应时,催化剂损失率高,工艺投资成本较高。 1.2挤条成型法 挤条成型法【5j是将水、黏合剂与TS.1粉料充分混匀,送至挤 出机,在外部挤压力的作用下以圆柱形或其他不规则形状挤出, 再经适当切割、整形,获得长度范围较广的成型催化剂。 王祥生等【l o】将水热合成的TS.1焙烧后与造孔剂和硅溶胶混
Belussi等16l将TS.1均匀分散在硅溶胶中,使Si02分布于晶 体外层,再经喷雾干燥制成高强度微球。但制备过程中大量使用 TPAOH,成本较高,不能较好地满足工业需求。
油柱成型法【51是利用溶胶在适当的pH、浓度下发生凝胶化的 特性,使溶胶在煤油等介质中滴下,借表面张力的作用形成球滴, 再凝胶化成小球。由此获得的TS—1分子筛孔容较大,强度较高。 郭洪臣等【16t通过在油柱成型过程中引入活性炭纤维和硼酸制 得成型的TS.1催化剂。这种成型方法仅对具有凝胶化性质的铝 胶、硅胶、硅铝胶等特殊物料适用。
载体结合牢固,催化剂损失少且较稳定,但催化活性偏低。
『121郭洪臣,贾玉华,李海龙,等.一种高强度TS一1钛硅分子筛催化剂的 挤条成型方法【P】.中国,103041850A.2013.04-17. 『13]支U国清,匡继刚,吴剑,等.挤条成型TS一1分子筛催化剂制备及性能 表征叨.化学反应工程与工艺,2010,26(1):42.45. 【14]张永强,刘易,杜泽学.一种钛硅分子筛催化剂制备方法及其应用 [P】.中国,102259023A.2011-11.30. [15】斯特芬-哈森察尔,拉尔夫・扬特克.制备钛硅分子筛成型体的方法
[20】肖丰收,单志超,孟祥举,等.具有高活性大块状TS.1分子筛及其合
成方法『P1.中国,101696019B.2011-06-08. [2l】Li Gang,Wang Xiangsheng-Yan Haisheng,et a1.Epoxida—tion of
[P].中国,101596463B.2011-01—05.
应热,有效降低了活性位点上反应放热导致温度过高致使催化剂 失活的可能性。但原位负载成型法还存在一定不足:如涂层稳定 性不够;负载量有限等。
[19]R0月明,王振东,邓秀娟,等.一种微球TS一1催化剂及其制备方法【P】.中
国,102145300B.2012.1 1.28.
2014年第16期 第41卷总第282期
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