多孔沸石成型工艺条件研究

1、多孔沸石成型工艺条件研究多孔沸石成型工艺条件研究1 研究背景与意义2 研究内容3 当前工作进展目录1 1 研究背景研究背景成型工艺成型工艺多孔沸石1）.新型固体催化剂材料2）.微孔、介孔复合体、多级孔道结构3）.广泛用于石油化工、石油炼制、精细化学品等成型工艺1）.成型工艺属于商业机密，文献中鲜有报道2）.其工艺条件繁杂，没有系统理论支撑3）.工业应用需要成型好的催化剂4）.对多孔沸石合成具有指导意义，在工业应用具有很大工业价值010302研究内容2 2 研究内容研究内容2.1 研究总述2.2 研究工艺路线2.3 测试分析2.1 2.1 研究总述研究总述总体研究思路多孔沸多孔沸石粉体石粉体多孔

2、沸多孔沸石成型石成型体体机械强度机械强度孔结构孔结构酸量，形貌酸量，形貌等等1 1）. .建立机建立机械强度数学械强度数学模型模型2 2）. .强度与强度与孔结构关联孔结构关联3 3）. .成型工成型工艺对孔结构艺对孔结构的影响、关的影响、关联联成型优化工成型优化工艺艺2.1 2.1 论文总述论文总述助，致孔剂、酸等粘结剂温度粘结剂的种类、含量对强度、孔结构等影响主要利于挤条，成型工艺顺利进行（田菁粉、聚乙二醇等）焙烧温度，焙烧时间，升温速率等特点：单因素优化实验最终得到最佳优化条件，此时的孔结构、机械强度、酸量等性质能够适应工业化应用。目标：目标： 1）.建立强度数学模型； 2）.关联强度、

3、孔结构、密度、酸量等 3）.揭示成型规律性认识，指导成型工艺2.2 2.2 研究工艺路线研究工艺路线成型工艺路线：原粉原粉粘结粘结剂剂粉末粉末田菁田菁粉等粉等混合混合料料粘料团粘料团湿条催化剂湿条催化剂混合约15min滴加硝酸溶液继续搅拌约15min挤条成型干条催化剂干条催化剂自然晾干120干燥4h成型体成型体600焙烧6h（程序升温控制）成成型型颗颗粒粒2.3 2.3 测试分析测试分析仪器成型体成型体压碎断裂压碎断裂FF2.3 2.3 测试分析测试分析BET测试SEM测试NH3-TPD测试1）.原粉成型前后的孔道结构发生了怎么样的变化；2）.加入不同粘结剂后，成型后的机械强度的大小，以及其孔

4、道结构大小和机械强度的关系；3）.以及同一种粘结剂，不同含量的助剂、焙烧温度，时间等成型过程因素对其机械强度和孔结构等方面的影响。进行多孔沸石成型体的孔结构与机械性能之间的实验数据关联分析，以及与粉体合成、成型过程之间的关联分析3 3 当前工作进展当前工作进展3.1 成型工艺对孔结构的影响3.2 建立强度数据模型3.3 粘结剂对机械强度、孔结构的影响3.1 3.1 成型工艺对孔结构的影响成型工艺对孔结构的影响50709011013015017019021023000.10.20.30.40.50.60.70.80.91Volume adsorbed (cm3/g)Relative pressu

5、re (p/p0)No molding ZSM-5Pure ZSM-5 moldingN2N2吸附脱附曲线吸附脱附曲线00.10.20.30.40.50.60102030405060dV/dlog(D) /(cm/nmg)Pore diameter(nm)No molding ZSM-5pure ZSM-5 molding孔径分布孔径分布原粉成型过程中成型工艺对孔结构的影响原粉成型过程中成型工艺对孔结构的影响: :1 1）. .成型后，在工艺过程过程中，产生的新介孔，成型后，在工艺过程过程中，产生的新介孔，应该是次生孔和原有介孔的共同作用结果。应该是次生孔和原有介孔的共同作用结果。3.2 3.

6、2 建立强度数据模型建立强度数据模型低负载条件下的强度失效概率可以作为固体催化剂力学低负载条件下的强度失效概率可以作为固体催化剂力学可靠性的特征指标。可靠性的特征指标。低负载条件下的失效概率越小低负载条件下的失效概率越小 ，机，机械强度可靠性就越高。械强度可靠性就越高。Weibull分布方程0( )1 exp() mfFP FF 建离强度模型：建离强度模型：固定床，流化床等反应器中，决定其催化好坏的，是催化剂最脆弱部分！注：3.23.2建立强度数据模型建立强度数据模型最小二乘法，求得Weibull模量01lnln(lnln)1( )fmFFP Fm0F3.23.2建立强度数据模型建立强度数据模

7、型Weilbull分布统计参数值Pure ZSM-5m3.0789F022.5007 R20.9709均值20.148标准偏差7.56 F15.1 F58.6 F1010.8 01ln ln1ex plnfPFFFm其中F1，F5，F10分别是在概率为0.01,0.05,0.1条件下所对应的负载其值越大所对应的机械强度可靠性越高，越有利于应用工业化（可由右式计算得到）3.3 3.3 粘结剂对机械强度、孔结构的影响粘结剂对机械强度、孔结构的影响25%25%粘结剂的加入量粘结剂的加入量00.10.20.30.40.50.60.70.80.91020406080100120140160180Pf(F

8、)F/Npure ZSM-5Al2O3nH2O+ZSM-5Al2O3+ZSM-5SiO2nH2O+ZSM-5AlPO4+ZSM-5-5-4-3-2-10122345lnln(1/(1-Pf(F)ln(F/N)Pure ZSM-5Al2O3nH2O+ZSM-5Al2O3+ZSM-5SiO2nH2O+ZSM-5AlPO4+ZSM-53.33.3粘结剂对机械强度、孔结构的影响粘结剂对机械强度、孔结构的影响强度测试数据强度测试数据 Weilbull分布统计参分布统计参数值数值Pure ZSM-5A l 2 O 3 nH2O+ZSM-5Al2O3+ZSM-5SiO2 nH2O+ZSM-5AlPO4+ZS

9、M-5m3.07893.13023.13883.3454.2604F022.5007 86.4960 60.5892 53.5955 79.7153 R20.97090.97790.98650.96780.9424均值均值20.14877.34254.2448.24472.48标准偏差标准偏差7.56 27.19 19.50 16.73 19.81 F15.1 19.9 14.0 13.5 27.1 F58.6 33.5 23.5 22.1 39.7 F1010.8 42.1 29.6 27.3 47.0 25%25%粘结剂粘结剂3.33.3粘结剂对机械强度、孔结构的影响粘结剂对机械强度、孔结构的影响粘结剂对孔结构的影响（粘结剂对孔结构的影响（25%25%粘结剂）粘结剂）50709011013015017019021023000.10.20.30.40.50.60.70.80.91Volume adsorbed (cm3/g)Relative pressure (p/p0)Pure ZSM-5 highPure ZSM-5 lowAl2O3nH2O highAl2O3nH2O low00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.50102030405060dV/dlog(D) /(cm/nmg)Pore diamet