題目：納米分子篩在煉油及石油化工中的應(yīng)用研究

摘要摘要：整體社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展進(jìn)程受煉油及石油化工行業(yè)的技術(shù)先進(jìn)程度影響。實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代煉油企業(yè)和化工企業(yè)主要的加工方法是納米分子篩催化劑。需要分析納米分子篩的特性，對不同型號的納米分子篩的生產(chǎn)及結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行描述，并研究其在煉油及石油化工領(lǐng)域中的應(yīng)用情況。關(guān)鍵詞：分子篩納米分子篩硅鋁比ZSM-5沸石分子篩水熱合成催化活性

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第1章前言 1第2章分子篩簡介 2第3章煉油及石油化工領(lǐng)域納米分子篩合成方法 53.1納米ZSM-5分子篩的合成方法 53.2納米β分子篩的合成方法 6第4章納米分子篩在煉油及石油化工中的應(yīng)用 74.1納米ZSM-5分子篩的應(yīng)用 74.2納米β分子篩的應(yīng)用 10第5章結(jié)論 12參考文獻(xiàn) 13致謝 14PAGE9第1章前言隨著納米技術(shù)的不斷提高,分子篩催化劑逐步由納米分子篩催化劑代替,并在石油生產(chǎn)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。納米分子篩在煉油與石油化工生產(chǎn)過程中作為催化劑,催化劑的使用效果得到了大大的提高,使得煉油與石油化工及精細(xì)化工生產(chǎn)順利完成。本文對納米分子篩、納米ZSM-5分子篩及納米β分子篩,在石油化工生產(chǎn)過程中的應(yīng)用進(jìn)行簡要概述。相較于常規(guī)分子篩而言，納米分子篩表面活性中心較大，且具備較多的分子篩細(xì)胞，吸附能力較強(qiáng)，可為煉油及石油化工領(lǐng)域催化裂化汽油、柴油大分子轉(zhuǎn)化效率提升提供充足支持。納米分子篩晶粒可保證表面晶胞占有率在10.0%左右，在煉油及石油化工領(lǐng)域具有更加廣泛的應(yīng)用空間。煉油及石油化工是社會經(jīng)濟(jì)的主要組成部分,其先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用水平的提升對行業(yè)發(fā)展具有重要作用。本文將對納米分子篩在煉油和石油化工中的應(yīng)用進(jìn)行探討,重點(diǎn)對各領(lǐng)域和不同類型納米分子篩的合成及反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行研究,并探討納米ZSM-5分子篩和納米β分子篩在煉油和石油化工中的應(yīng)用,文中具體介紹了納米ZSM-5分子篩、納米β分子篩、納米空心鈦硅分子篩、Silicalite-1分子篩的合成方法及其在非臨氫改質(zhì)中、環(huán)己酮肟氣相貝克曼重排生產(chǎn)己內(nèi)酰胺中的應(yīng)用,并對上述納米分子篩的合成方法和在石油化工生產(chǎn)過程中的應(yīng)用的最新研究進(jìn)展情況進(jìn)行了簡要概述。從最新研究的結(jié)果中可以看出,分子篩的納米化對于煉油和石油化工中容易結(jié)焦失活的催化反應(yīng)最為有效,可以延長催化劑的使用周期及其壽命，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量降低生產(chǎn)成本,使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到最大化。第2章分子篩簡介?分子篩是一種具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物，具有均勻的微孔結(jié)構(gòu)，這些孔穴能把比其直徑小的分子吸附到孔腔的內(nèi)部，并對極性分子和飽和分子具有優(yōu)先吸附能力，因而能把極性程度不同，飽和程度不同，分子大小不同及沸點(diǎn)不同的分子分離開來，即具有“篩”分子的作用，故稱分子篩。根據(jù)分子篩形成的孔徑的大小，國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（IUPAC）將分子篩分成以下三類：微孔（小于2nm），介孔（2～50nm），大孔（大于50nm）。自1756年，瑞典科學(xué)家?A.F.Cronstedt?發(fā)現(xiàn)的最早的天然沸石分子篩到現(xiàn)在為止，化工生產(chǎn)領(lǐng)域的科研人員根據(jù)石油化工生產(chǎn)的需要合成的多種多樣的新型分子篩，納米分子篩的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、作用原理、及其在石油化工生產(chǎn)中的應(yīng)用等各個方面已經(jīng)被人們?nèi)媪私馔笍?。在石油及石油化工生產(chǎn)領(lǐng)域根據(jù)不同的生產(chǎn)工藝、不同種類的產(chǎn)品的需要合成了具有不相同功能的分子篩材料，現(xiàn)在越來越多的人對不同種類且多性能的分子篩進(jìn)行研究。現(xiàn)在分子篩被廣泛指為是一類具有規(guī)則孔結(jié)構(gòu)的結(jié)晶無機(jī)固體，并且不再僅限于由硅氧四面體和鋁氧四面體組成的陰離子骨架硅鋁酸鹽體系中。現(xiàn)在的新型組成和結(jié)構(gòu)的分子篩對微孔分子篩的應(yīng)用市場和發(fā)展空間不斷進(jìn)行擴(kuò)大。分子篩作為催化劑有以下幾個方面的優(yōu)點(diǎn)：一活性高，二選擇性好，三穩(wěn)定性強(qiáng)，四抗毒能力強(qiáng)等。近幾年來，分子篩催化劑作為一種新型的化工材料發(fā)展很快，也廣泛應(yīng)用于石油及石油化工生產(chǎn)領(lǐng)域中。特別是在石油的煉制和石油化工方面作為工業(yè)催化劑發(fā)揮了很重要的作用。分子篩催化劑技術(shù)在石油生產(chǎn)加工中起著非常重要的作用，為了提高原油產(chǎn)量、加工產(chǎn)品的質(zhì)量對分子篩催化劑技術(shù)不斷提出更高的要求。隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和社會環(huán)境保護(hù)措施的深入，一方面對原油的加工量、原材輔料種類需求的增加，另一方面對各種類型的碳排放和環(huán)保產(chǎn)品向市場的投放有著巨大的貢獻(xiàn)，CH需要節(jié)點(diǎn)的流化催化裂化工藝技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新與改革的信息。影響石油化工生產(chǎn)其中的一個因素是分子篩催化劑技術(shù)的應(yīng)用范圍和性質(zhì)受到了限制。在石油化工生產(chǎn)的加工過程中，以油作為催化劑，時間、溫度都會受到大大小小的影響。在催化劑、溫度、壓力等的共同作用下，重油的性質(zhì)會伴隨著成品柴油、成品汽油和液化石油氣的性質(zhì)的變化而發(fā)生變化，原油生產(chǎn)、原油的進(jìn)一步加工在石油煉制及其石油化工生產(chǎn)中占有著極其重要的地位，分子篩催化劑在流化催化裂化工藝、催化裂解工藝、汽油和柴油加氫脫硫、烷基化反應(yīng)等生產(chǎn)工藝中有著重要的地位。在煉油及石油化工領(lǐng)域，分子篩是一種大面積應(yīng)用的催化劑物質(zhì)，對煉油及石油化工生產(chǎn)效率、生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量、化工產(chǎn)品的種類、節(jié)能增效、經(jīng)濟(jì)效益的提升給予了很大的支持。在石油煉制及石油化工生產(chǎn)的領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)水平不斷增強(qiáng)的進(jìn)程中，分子篩生產(chǎn)技術(shù)也逐步改進(jìn)，分子篩基質(zhì)間活躍度進(jìn)一步增強(qiáng)。為進(jìn)一步提升分子篩活性功能、催化功能及裂變物質(zhì)間反應(yīng)程度，對分子篩進(jìn)行納米化處理，合成了現(xiàn)在多種類型的納米分子篩。納米分子篩是硅鋁酸鹽化合物，可成功分離物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)差異較大的分子或極性程度差異較大的離子。與常規(guī)分子篩相比較，納米分子篩有以下幾個特點(diǎn)：（1）吸附和轉(zhuǎn)化大分子的能力增強(qiáng)，因?yàn)樗耐獗砻娣e大并且還有更多的外表面活性中心。（2）暴露在外部的分子篩細(xì)胞多。常規(guī)的分子篩與納米分子篩相比較來說，常規(guī)的分子篩有1%的晶胞暴露在外，分子篩暴露于外的晶胞數(shù)目將大于分子篩晶粒中總晶胞數(shù)的10%。（3）納米分子篩能利于充分利用內(nèi)表面活性位，因?yàn)樗哂卸潭?guī)整的孔道。（4）納米分子篩能改善活性和選擇，因?yàn)樗哂芯鶆虻墓羌芙M分徑向分布。（5）納米分子篩能促使分子篩合成后改性技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。（6）納米分子篩擔(dān)載的金屬催化劑，能夠提高金屬組分的有效負(fù)載量和改進(jìn)金屬組分的分散性能。（7）納米分子篩能夠提高催化劑的使用效率，因?yàn)樗嗟耐獗砻婊钚灾行牡奶攸c(diǎn)，能使分子篩在惰性基質(zhì)中的得到有效分散。在精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中分子篩催化劑能夠起主導(dǎo)作用，是二次精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程的核心過程。現(xiàn)有的石油及石油產(chǎn)品的固定床及流化床生產(chǎn)工藝的日益成熟及迅速提升，是因?yàn)榧{米分子篩催化劑過程的出現(xiàn)，并且現(xiàn)已成為精細(xì)化工產(chǎn)品的一個重要的成熟的生產(chǎn)工藝。從石油化工生產(chǎn)的加工能力這方面來分析，納米分子篩催化劑生產(chǎn)工藝在各種轉(zhuǎn)化工藝中處于了最佳狀態(tài)，納米分子篩催化劑的加工條件苛刻及復(fù)雜的加工技術(shù)對于各種精細(xì)化工生產(chǎn)工藝的提高起到了很大幫助。分子篩催化劑的精細(xì)化工生產(chǎn)技術(shù)能夠得到廣泛應(yīng)用并且發(fā)展迅速，是因?yàn)樗F(xiàn)在正處于整個煉油行業(yè)的核心地位。MIP工藝和其他工藝將分子篩催化劑技術(shù)提升到更高水平，是由于分子篩催化劑的出現(xiàn)，并且是催化劑反應(yīng)提升技術(shù)的后期發(fā)展。?第3章煉油及石油化工領(lǐng)域納米分子篩合成方法3.1納米ZSM-5分子篩的合成方法納米ZSM-5分子篩是一種具有有機(jī)胺陽離子的硅鋁酸鹽化合物，化學(xué)性質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)均較為特殊。為促使納米ZSM-5分子篩可利用自身晶粒調(diào)控分子篩合成階段成核速率，在納米ZSM-5分子篩合成時需要對晶化時間、晶化溫度等合成物質(zhì)的晶化條件，結(jié)合分段晶體進(jìn)行恰當(dāng)選擇，以保證納米ZSM-5分子篩合成過程順利進(jìn)行[1]。水熱合成法、非水系合成法、蒸汽相法等是煉油及石油化工領(lǐng)域常用的納米ZSM-5分子篩的主要合成方法。水熱合成法是指溫度為100-1000℃、壓力1MPa-1GPa條件下利用水溶液中物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)所進(jìn)行合成的方法。主要是以水為沸石分子篩晶化介質(zhì)。根據(jù)生產(chǎn)不同的產(chǎn)品將需要的原材料分別配置成硅源與導(dǎo)向劑、鋁源與硫酸等多種品種的一定濃度的水溶液。調(diào)整攪拌器至大倍速，將鋁源水溶液倒入硅源水溶液內(nèi)，逐步形成均勻凝膠后密閉反應(yīng)器皿，并在較低溫度下進(jìn)行陳化，在100.0℃-200.0℃的條件下晶化24h-72h，再經(jīng)過冷卻、過濾洗滌、干燥等步驟，就得到納米ZSM-5分子篩的原粉。分散性好、粒度易可控、產(chǎn)物純度高、生產(chǎn)成本低等是納米ZSM-5分子篩水熱合成法優(yōu)點(diǎn)。納米ZSM-5分子篩非水系合成法主要是將以往以水為晶化介質(zhì)的方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐杂袡C(jī)物（醇類及胺類化合物）為晶體介質(zhì)，將原材料配置成濃度一定的不同品種有機(jī)質(zhì)溶液，在反應(yīng)釜內(nèi)促使有機(jī)質(zhì)溶液逐步形成均勻凝膠，之后密閉反應(yīng)釜，并在較低溫度下進(jìn)行陳化、晶化、干燥等步驟，獲得納米ZSM-5分子篩原粉。可利用丁酮、烷基苯磺酸分別作為溶劑、表面活性劑，進(jìn)行有機(jī)質(zhì)溶液配置。納米ZSM-5分子篩蒸汽相合成法主要是通過高溫加熱的方式，在液相反應(yīng)物（聚四氟乙烯、水）、固相反應(yīng)物（事先配置合成液在一定溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)楦赡z）不直接接觸的前提下，通過揮發(fā)性模板劑作用，加速液體反應(yīng)物產(chǎn)生的蒸汽、固相原料的反應(yīng)速度，從而生成納米ZSM-5分子篩結(jié)晶細(xì)粉。3.2納米β分子篩的合成方法納米β分子篩是一種晶體粒度更小的納米分子篩，最初由美國Mobil公司合成，主要利用團(tuán)體硅膠、偏氯酸鈉相互作用，促使分子篩晶核在晶化過程中發(fā)生縮聚反應(yīng)，在外部堿性環(huán)境下獲得所需的分子篩。傳統(tǒng)水熱晶化法、微波法、干凝膠法主要以有機(jī)胺為模板劑，將其與含有硅源、鋁源、鈉源、水的混合物制成漿液后，在75-200℃的高壓釜中進(jìn)行晶化。整體反應(yīng)過程模板劑用量較高，且單個反應(yīng)釜產(chǎn)率不高?？山梃b石油科學(xué)院研發(fā)的分段晶化法，將物化性能一定的硅膠作為硅源，進(jìn)行產(chǎn)品粒度為50nm納米β分子篩合成，即用水為溶劑，配置含鋁源、模板劑和鈉源的原始溶液，在60-120℃環(huán)境中，將原始溶液活化處理2-24h。用熱活化溶液與以粒度20-1000目的硅膠顆粒作為硅源混合，等熱活化溶液全部覆蓋在硅膠表面后，在120-180℃恒定溫度下，進(jìn)行24-48h的晶化處理。此后，產(chǎn)品分離、洗滌并干燥、煅燒處理，即得β分子篩產(chǎn)品[2]。通過工藝步驟簡化，可在1-2天內(nèi)進(jìn)一步晶化，同步提升模板劑利用率及比表面、硅鋁比、相對結(jié)晶度等物化性能。第4章納米分子篩在煉油及石油化工中的應(yīng)用4.1納米ZSM-5分子篩的應(yīng)用美孚石油公司將納米ZSM-5分子篩首次研發(fā)成功，納米ZSM-5分子篩的耐酸抗碳、耐熱及烷基化、異構(gòu)化、芳構(gòu)化催化性能較強(qiáng)，是因?yàn)樗哂腥S直通孔道結(jié)構(gòu)、高硅鋁比及平行于單胞a軸、b軸的圓通道與橢圓形通道，因此，納米ZSM-5分子篩廣泛應(yīng)用于煉油及石油化工領(lǐng)域加氫、汽油改質(zhì)模塊。在國內(nèi)ZSM-5分子篩催化劑已得到廣泛的應(yīng)用，主要用途是柴油臨氫降凝、固定床催化裂化、流動床催化裂化、加氫脫硫等生產(chǎn)工藝，ZSM-5分子篩能夠提高汽油辛烷值并且能夠增加氣體中的烯烴含量，ZSM-5分子篩用途最多的生產(chǎn)工藝是國內(nèi)外FCC催化劑添加，并且主要集中在二氧化硅與三氧化二鋁的摩爾比40-50之間。ZSM-5分子篩催化劑在國內(nèi)FCC的助劑降低汽油的烯烴上得到了廣泛應(yīng)用，主要集中在二氧化硅與三氧化二鋁的摩爾比38-40之間，在二氧化硅與三氧化二鋁的摩爾比25-30的范圍的ZSM-5分子篩催化劑在國內(nèi)外的渣油催化裂化上得到了應(yīng)用。在精細(xì)化工生產(chǎn)上ZSM-5分子篩在擇形催化上得到廣泛的應(yīng)用，比如對二乙苯催化劑，二甲苯異構(gòu)化催化劑；二氧化硅與三氧化二鋁的摩爾比在220-400之間的高硅ZSM-5分子篩催化劑，在環(huán)保方面對水中有機(jī)物的提取也得到了廣泛使用。低烴烷基化，異構(gòu)化，芳構(gòu)化，脫臘降凝的催化劑的母體主要是用水玻璃和硫酸鋁直接合成的ZSM-5分子篩，這種分子篩與國外用有機(jī)胺合成的ZSM-5相比，工藝簡單，質(zhì)量穩(wěn)定，無污染，成本低，水熱穩(wěn)定性高。其主要性能有：熱穩(wěn)定性很高：ZSM-5沸石是由骨架中有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的五元環(huán)和高硅鋁比所生產(chǎn)的，以至于ZSM-5沸石的熱穩(wěn)定性很高。比如,將樣品在850℃左右焙燒2小時后,它晶體結(jié)構(gòu)都不會改變。更甚至還可以經(jīng)受1100℃的高溫，晶體結(jié)構(gòu)還不會發(fā)生變化。ZSM-5是已知沸石中熱溫定性最高者之一。所以它特別適合用在高溫生產(chǎn)過程中。例如將它用作烴類裂解催化劑，可經(jīng)受住再生催化劑燒焦時的高溫。良好的耐酸性：ZSM-5沸石能耐除氫氟酸以外的各種酸，所以它有良好的耐酸性。水蒸汽穩(wěn)定性：ZSM-5對水蒸汽有良好的穩(wěn)定性，當(dāng)其他型號的沸石受到水蒸汽和熱時，它們的結(jié)構(gòu)會得到不同程度的破壞，導(dǎo)致催化劑的活性失活。而Mobil公司用ZSM-5作為甲醇轉(zhuǎn)化（水是主要產(chǎn)品之一）的催化劑的結(jié)構(gòu)不會得到破壞，從而不會永久失去活性。在540℃下用分壓為22mmHg柱的水蒸汽的條件下同時處理HZSM-5和HY沸石24小時后，HZSM-5的結(jié)晶度約為新鮮催化劑的70%，而HY沸石的骨架幾乎全部被遭到破壞。憎水性：雖然水是極性較強(qiáng)的分子，但ZSM-5分子篩不易吸附水，因?yàn)閆SM-5具有高硅鋁比，它具有表面電荷密度較小的特點(diǎn)。雖然正己烷分子的直徑大于水分子的直徑，但ZSM-5對正己烷的吸附量比水大。不容易積炭：ZSM-5催化劑積炭的形成的可能性很小，因?yàn)橐环矫鎆SM-5分子篩孔口的有效形伏、大小及孔道的彎曲，使得龐大的縮合物不易形成和積累。另一方面ZSM-5骨架中沒有大于孔道的空腔（籠）存在，對來自副反應(yīng)的大縮合分子的形成起到了限制作用。在烷基化反應(yīng)過程中烷基芳烴不能在較小的孔道中繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，縮聚形成焦碳，主要是因?yàn)閆SM-5對烷基芳烴進(jìn)入孔道形成屏障。ZSM-5比Y型及絲光沸石的積炭形成的速率相比較，ZSM-5比Y型及絲光沸石要慢兩個數(shù)量級。并且ZSM-5沸石也有很高的容炭量。優(yōu)異：ZSM-5沸石催化劑對反應(yīng)物和產(chǎn)物分子的大小和形狀具有很好的擇形選擇性，ZSM-5沸石十元環(huán)構(gòu)成的孔道體系具有中等大小孔口直徑，沸石晶孔大小控制著出入催化反應(yīng)的分子的大小。在煉油及石油化工領(lǐng)域加氫處理過程中，因?yàn)榧{米ZSM-5分子篩具有特殊的孔道結(jié)構(gòu)，所以原料中只能通過直鏈烷烴，或著帶有一個甲基長側(cè)鏈烷烴，無法通過芳香烴、環(huán)烷烴及大分子異構(gòu)烷烴。在柴油加氫降凝、潤滑油催化脫蠟等模塊，應(yīng)用納米ZSM-5分子篩，可優(yōu)先選擇裂化凝點(diǎn)較高的烷烴組分，具有較為優(yōu)良的催化效果。在柴油加氫降凝模塊，由于煉油及石油化工領(lǐng)域主要加工中間基原油和石蠟基原油，生產(chǎn)的柴油蠟含量、凝點(diǎn)高，按照目前柴油的產(chǎn)量和市場需求量的實(shí)際情況來分析，我國現(xiàn)階段柴油供應(yīng)量仍然低于需求量，而通過將納米ZSM-5分子篩應(yīng)用于柴油加氫降凝中，可在增加柴油產(chǎn)量的同時，保證低溫度地區(qū)低凝點(diǎn)柴油的正常供應(yīng)?；诖耍诓裼图託浣的に囀褂眠^程中，為保證納米ZSM-5分子篩應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性，以前的有機(jī)模板劑合成的納米ZSM-5分子篩被直接法合成的納米ZSM-5分子篩代替作為基質(zhì)，綜合利用高溫水蒸氣處理、無機(jī)酸處理、浸漬活性金屬鎳等工藝，獲得加氫降凝催化劑。目前我國煉油及石油化工領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的工業(yè)化納米ZSM-5分子篩為FDM-1催化劑。在哈爾濱煉油廠中用，F(xiàn)DM-1催化劑通過臨氫降凝催化劑的擇形裂解作用，可以將原料凝點(diǎn)由1.0℃下降至-55.0℃，汽油收率、柴油收率分別達(dá)到92.5%、4.0%；而在潤滑油催化脫蠟工藝運(yùn)行過程中，由于納米ZSM-5分子篩孔道內(nèi)潤滑油餾分中大鏈烷分子裂化速率遠(yuǎn)大于擴(kuò)散速率，可有效控制催化脫蠟反應(yīng)，再加上小晶體顆粒沸石催化劑表面積大、活性中心數(shù)量多，能有效擴(kuò)散一次裂化產(chǎn)物，避免二次裂化反應(yīng)對液體收率特別是潤滑油收率的不利影響[3]。基于此，可使用納米ZSM-5分子篩，將原料內(nèi)蠟分子轉(zhuǎn)化為石腦油、C3、C4等混合物。經(jīng)過進(jìn)一步蒸餾處理，可保證潤滑油中無蠟分子，降低蠟分子對潤滑油傾點(diǎn)的不利影響。如在中國石化茂名公司加氫裂化尾油中，就利用晶體粒度為0.20μm的納米ZSM-5分子篩進(jìn)行了催化脫蠟處理，有效提升了潤滑油收率。在汽油改質(zhì)模塊，通過應(yīng)用納米ZSM-5分子篩，可催化裂化硫含量較高的劣質(zhì)汽油原料，促使汽油恢復(fù)辛烷值。同時，通過在催化成品汽油組分處理過程中應(yīng)用納米ZSM-5分子篩，可降低FCC汽油中烯烴、硫化物含量，保證汽油質(zhì)量指標(biāo)。ZSM-5分子篩催化劑現(xiàn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化的生產(chǎn)在催化領(lǐng)域。它有如下幾個特點(diǎn)：⑴特有的產(chǎn)物選擇性。ZSM-5分子篩有較強(qiáng)的吸附能力并對大分子的選擇性有所提高，因?yàn)樗叫。椎蓝?，晶?nèi)擴(kuò)散阻力小，暴露在外的原子多，含有豐富的晶間隙。以小晶粒HZSM-5沸石為催化劑，在甲醇制汽油反應(yīng)中，C5以上的烴類選擇性較高；在乙烯齊聚反應(yīng)產(chǎn)物中，C9?以上的芳烴含量占50%以上。⑵催化活性高。ZSM-5分子篩催化劑有較高的催化性能，特別是對擴(kuò)散控制反應(yīng)和大分子反應(yīng)，主要因?yàn)樾【Я７惺獗砻嬗性S多不飽和鍵，極易吸附其他分子。⑶催化劑壽命長。反應(yīng)產(chǎn)物能快速地從小晶粒沸石孔道擴(kuò)散出去，減慢了深度反應(yīng)形成積碳的速度，且失活速度減慢。納米HZSM-5沸石晶粒越小，抗積碳能力越強(qiáng)，催化劑壽命越長，體現(xiàn)在乙烯的齊聚反應(yīng)中。4.2納米β分子篩的應(yīng)用納米β分子篩又可稱之為Beta分子篩，首次合成應(yīng)用于1967年，納米β分子篩在苯與乙烯液相烷基化反應(yīng)、加氫裂化、加氫精制、臨氫異構(gòu)、烴類裂解等生產(chǎn)工藝中催化性能優(yōu)良，因?yàn)樗歇?dú)特的孔道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、酸性、水熱穩(wěn)定性。在煉油及石油化工領(lǐng)域，納米β分子篩主要應(yīng)用于苯物質(zhì)與乙烯烷基化反應(yīng)，作為苯乙烯基本組成的乙苯在煉油及石油化工領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，但在乙苯應(yīng)用過程中會產(chǎn)生較多的污染物質(zhì)，對周邊生態(tài)環(huán)境造成較大威脅，這就需要利用納米β分子篩，降低乙苯在生產(chǎn)應(yīng)用過程中污染分子產(chǎn)生的概率。同時，通過將納米β分子篩與乙苯進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，可以延長催化劑在反應(yīng)中的應(yīng)用時限，提高苯物質(zhì)、乙烯烷基間反應(yīng)強(qiáng)烈程度，最終達(dá)到良好的反應(yīng)效果。有的企業(yè)將納米β分子篩催化劑用于汽油降烯烴過程。由于我國車用汽油80%以上來自催化裂化裝置，而成品汽油中多數(shù)烯烴來自催化汽油組分，為保證汽油質(zhì)量，可以借鑒中國石化撫順石油化工研究所及大連理工大學(xué)研究成果，利用一種全餾分汽油納米β分子篩技術(shù)，將納米β分子篩進(jìn)行改性處理，進(jìn)一步提升納米β分子篩烷基化、異構(gòu)化性能，進(jìn)而促使催化裂化汽油通過納米β分子篩向高辛烷值芳烴、帶側(cè)鏈異構(gòu)烷烴轉(zhuǎn)化[4]。一般來說，通過將納米β分子篩應(yīng)用于成品汽油降烯烴，可在保證產(chǎn)物汽油辛烷值的基礎(chǔ)上，有效提升催化裂化汽油降烯烴幅度在20%以上。除納米ZSM-5分子篩、納米β分子篩以外，在煉油及石油化工領(lǐng)域還具有多種納米分子篩應(yīng)用。能夠有效提升環(huán)己酮氨肟化效率的是納米空心鈦硅分子篩(HTS)催化劑，在環(huán)己酮肟氣相貝克曼重排生產(chǎn)己內(nèi)酰胺中發(fā)揮良好的催化效果的是納米Silicalite-1分子篩催化劑。第5章結(jié)論納米分子