磷鎳復(fù)合改性HZSM-5催化乙醇脫水制乙烯.pdf

1、磷鎳復(fù)合改性磷鎳復(fù)合改性HZSM5催化催化乙醇脫水制乙烯乙醇脫水制乙烯CatalyticDehydrationofEthanoltoEthyleneoverPhosphousnickelModifiedHZSM5Catalysts學(xué)科專業(yè)：化學(xué)工藝研究生：李鳳義指導(dǎo)教師：劉宗章教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零一三年六月摘要乙烯是最重要的有機(jī)化工原料之一。近年來，隨著生物質(zhì)發(fā)酵制乙醇技術(shù)的快速發(fā)展，由乙醇脫水制乙烯的工藝路線得到了研究人員的廣泛關(guān)

2、注。乙醇脫水制乙烯催化劑的性能是決定此路線經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)重要因素。ZSM5分子篩作為乙醇脫水制乙烯的催化劑，具有工業(yè)化前景，但其穩(wěn)定性差，抗積炭能力弱。因此，有必要對(duì)該催化材料進(jìn)行改性研究和積炭行為考察，開發(fā)低溫下具有高活性和高抗積炭能力的催化劑。在離子交換法制備的Ni改性HZSM5的基礎(chǔ)上，采用等體積浸漬法引入不同含量的磷酸改性，制備了磷鎳復(fù)合改性的HZSM5并用于乙醇脫水制乙烯。研究了改性前后HZSM5催化劑上磷的存在形式和改性對(duì)分子

3、篩物相、孔道、酸性等的影響。結(jié)果表明，磷的引入使對(duì)應(yīng)強(qiáng)酸位的鋁原子優(yōu)先從骨架脫離，導(dǎo)致強(qiáng)酸強(qiáng)度和強(qiáng)酸量降低，從而減緩了積炭速率。磷在分子篩表面主要以焦磷酸鹽和磷酸鹽物種的形式存在，其中主要包括磷酸鋁物種，且這些物種的數(shù)量與磷酸負(fù)載量有關(guān)。由催化劑活性評(píng)價(jià)結(jié)果比較可知：以8%磷酸負(fù)載量改性HZSM5催化效果最好。反應(yīng)條件考察結(jié)果表明，其最優(yōu)條件為：溫度260℃，質(zhì)量空速1.5h1，進(jìn)料乙醇濃度50%(V)。在該條件下，乙醇轉(zhuǎn)化率為99.6