ZSM-5分子篩催化甲醇制丙烯.pdf

1、甲醇制丙烯（MTP）是替代傳統(tǒng)方法生產(chǎn)丙烯的新技術(shù)，不僅可以減輕對(duì)石油資源的依賴，而且能夠發(fā)揮我國煤炭資源豐富的優(yōu)勢。由于 ZSM-5分子篩具有獨(dú)特的三維孔道結(jié)構(gòu)，被廣泛應(yīng)用于固定床甲醇制丙烯反應(yīng)，而 ZSM-5的擴(kuò)散性能和酸性是影響甲醇制丙烯反應(yīng)性能的重要因素。本論文以ZSM-5為催化劑，固定床反應(yīng)器，在480 oC、甲醇質(zhì)量空速3h-1、水醇摩爾比1:1條件下，進(jìn)行了以下研究：
　　調(diào)節(jié)晶種加入量合成了一系列Si/Al相同而晶

2、粒尺寸不同的ZSM-5分子篩，考察其甲醇制丙烯反應(yīng)性能。結(jié)果表明，晶粒尺寸減小，催化劑的擴(kuò)散路徑變短，積炭前驅(qū)體更容易擴(kuò)散，催化劑的壽命提高。同時(shí)孔道尺寸縮短，多甲基苯的停留時(shí)間縮短，從而削弱了芳烴循環(huán)，產(chǎn)物中丙烯/乙烯增加，甲烷的選擇性隨著孔道的縮短而降低。為進(jìn)一步提高ZSM-5的擴(kuò)散性能，對(duì)ZSM-5進(jìn)行NaOH處理造介孔，催化劑的壽命200 h，丙烯的選擇性增加到50%，甲烷的選擇性進(jìn)一步降低。而TPAOH處理由于二次晶化產(chǎn)生了封

3、閉孔，催化劑的擴(kuò)散性能沒有明顯提高，壽命和丙烯選擇性相比母體沒有明顯提高。
　　調(diào)節(jié)鋁源加入量合成一系列晶粒尺寸相同而Si/Al不同的ZSM-5分子篩，考察其甲醇制丙烯反應(yīng)性能。結(jié)果表明，硅鋁比增大，催化劑的酸量減少，催化劑的穩(wěn)定性和丙烯選擇性增加，甲烷和丙烷的選擇性下降。另外合成了外表面富鋁的ZSM-5，在不脫除模板劑的情況下用草酸酸洗，選擇性的移除外表面的酸中心，考察外表面酸中心對(duì)催化劑穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明，草酸處理后的ZS

4、M-5，外表面積炭失活的影響減弱，催化劑的壽命是未經(jīng)處理的兩倍。
　　結(jié)合以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析甲烷的生成路徑，催化劑的擴(kuò)散性能差，酸量多，甲烷的選擇性高且增長速率較快。催化劑的擴(kuò)散性能好，酸量少，甲烷的選擇性低且比較穩(wěn)定。推測甲烷可能是由于不飽和烴類和甲醇之間的氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)生成，而且甲烷選擇性和催化劑的穩(wěn)定性有一定關(guān)系。
　　采用不同濃度NH4F對(duì)ZSM-5進(jìn)行改性處理，考察骨架缺陷和酸性對(duì)甲醇制丙烯反應(yīng)性能的影響。結(jié)果表明，NH