ZSM-5-堇青石整體式催化劑的制備及甲醇制烴反應(yīng)過程的研究.pdf

1、以煤或天然氣經(jīng)甲醇再生產(chǎn)制烯烴工藝(Methanol to Olefins，MTO)因其成本性經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢成為目前研究最熱的代替石油裂解制烯烴路線的非石油基路線。而在甲醇制烯烴過程中，催化劑的篩選和制備方面則是研究的重點(diǎn)。
　　ZSM-5分子篩是MTO反應(yīng)中目前效果最好的催化劑之一，并且研究的重點(diǎn)大都是粉末狀。但粉末狀ZSM-5分子篩催化劑在反應(yīng)中存在兩大缺點(diǎn)，一是由于其堆積密度較大，擴(kuò)散阻力會增加原料與生成物的擴(kuò)散路徑，發(fā)生深度反應(yīng)

2、，降低低碳烯烴的選擇性;二是由于MTO反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)，粉末催化劑因其有限的傳熱面積與較差的徑向傳熱能力，容易造成“熱阱”使催化劑失活加快。因此為了提高低碳烯烴的選擇性及催化劑的穩(wěn)定性，本文將ZSM-5原位負(fù)載到堇青石蜂窩載體上，制成整體式催化劑，并用于MTO反應(yīng)。主要工作與結(jié)論如下:
　　首先采用原位水熱法分別合成了粉末狀ZSM-5與整體式ZSM-5/堇青石催化劑，并在微型固定床反應(yīng)器上測試其MTO反應(yīng)性能。重點(diǎn)考察了溶膠中Si

3、O2/Al2O3比對分子篩結(jié)晶度、形貌、酸性，以及催化性能的影響。XRD、SEM和NH3-TPD表征結(jié)果表明，原位水熱法合成的催化劑顆粒較大，結(jié)晶度較低，含有少量強(qiáng)酸位。反應(yīng)結(jié)果表明，與其他的硅鋁比相比，SiO2/Al2O3比為80的粉末狀ZSM-5與整體式ZSM-5/堇青石催化劑，都具有最高的低碳烯烴選擇性。而且與粉末狀ZSM-5相比，整體式ZSM-5/堇青石對丙烯的選擇性提高了18％（從28％提高到46％），而且穩(wěn)定性大大增強(qiáng)。

4、r>　　采用二次合成法合成ZSM-5分子篩及ZSM-5/堇青石整體式催化劑。XRD、SEM、BET和NH3-TPD表征結(jié)果表明，該方法合成的催化劑顆粒較?。?00nm左右），結(jié)晶度較高，不含強(qiáng)酸位。考察了晶種液的合成溫度、溶膠SiO2/Al2O3比、晶種引入方法以及浸漬次數(shù)對催化劑性能的影響。反應(yīng)結(jié)果顯示，晶種液合成溫度為80℃、浸漬法引入晶種液、SiO2/Al2O3比為80，浸漬次數(shù)為2次，可以獲得性能最好的催化劑ZSM-5/堇青石，