Abstract
本研究是在探討製備各種適用於正丁烷到正庚烷之骨架異構化反應的鉑/沸石和鉑/超酸氧化物等觸媒,並測試它們的觸媒活性.支鏈烷烴的辛烷值較直鏈烷烴為高,可增加汽油辛烷值,防止引擎震爆(knocking);近年來由於有鉛汽油將全面禁用,以及逐年降低汽油中苯含量,故必須提高汽油中支鏈烷烴成份之比例並加入高辛烷值的含氧化合物MTBE(methyl tert-butyl ether),而MTBE主要原料為異丁烯.因此正丁烷到正庚烷的異構化反應受到重視.目前支撐在絲光沸石的鉑觸媒(Pt/HM)已用於正戊烷/正己烷異構化製程上,但如何提高異構化產率,並開發新的異構化觸媒將是本文探討的重點.本實驗採用固定床反應器,於常壓下以氫氣和戊烷,己烷,庚烷等直鏈烷烴混和進料,於氫/HC=14到18,WHSV=0.9到5.3,Rxn.Temp.=170degree.C 到400 .degree.C,進行反應;以on-line GC分析產物,求得反應的轉化率,選擇率;利用程溫脫氨;鋁-27及矽-29NMR,TG-DTA,ESCA鑑定觸媒特性.其結果顯示: 1. 在正戊烷到正庚烷,鉑/HBeta其活性和異構化能力均優於鉑/HM. 2. 商業的HBeta沸石用物理或化學方法處理後,酸量減少,酸性強度並無增加,故對正庚烷活性下降,但在不同反應溫度下仍可維持相的異庚烷產率. 3. 本實驗室合成的Beta沸石其矽/鋁值較商業的Beta沸石低(由矽- 29NMR測得),但經水蒸汽去鋁後可明顯提升異庚烷產率和選擇性.唯活性和最高的異庚烷產率比商業HBeta低. 4. 不加修飾的鉑/HM幾乎對正庚烷無異構化能力,但用鎂2+交換後,雖活性下降,但可提高異庚烷產率. 5. 商業的Beta沸石和鎂2+交換後活性下降,對正己烷或正庚烷異構化產率提升影響不大. 6. 鉑/HEMT和蒸汽去鋁後的鉑/USEMT,鉑/USY,鉑/USL雖活性低於鉑 /HM,但異庚烷產率和鉑/HBeta相當. 7. 在正丁烷,鉑/硫酸根-氧化鋯觸媒其異構化活性優於鉑/沸石很多,顯示沸石並不適合用在正丁烷異構化反應.