分子篩烯烴醚化反應催化劑研究.pdf

1、隨著人類社會的發(fā)展，環(huán)境污染日趨嚴重，各國對環(huán)境保護越來越重視，對汽車用燃料及汽車尾氣的排放，提出了越來越嚴格的要求，C5烯烴醚化對新配方汽油具有重要意義。目前對于C5烯烴醚化反應的研究主要集中在樹脂催化劑上，雖然陽離子樹脂在醚化過程中酸性強，轉(zhuǎn)化率高，但熱穩(wěn)定性差，活性酸組分易流失。沸石分子篩以其獨特的孔道結(jié)構(gòu)，很高的熱穩(wěn)定性、可調(diào)節(jié)的酸性質(zhì)及可再生性，被認為是最有希望代替樹脂的醚化催化劑。 通過對ZSM-5分子篩進行氟化物改

2、性，改善了催化劑的擴散性能，大大提高了催化劑的醚化活性。對于β分子篩催化劑改性，采用不同的焙燒程序脫除分子篩孔道中的模板劑，采取不同的離子交換方式制備氫型Beta分子篩。通過在Beta分子篩上負載過渡金屬元素制備雙功能催化劑。用NH3-TPD和吡啶吸附紅外光譜研究了酸量、酸強度和分布的變化；用XRD、SEM和TEM研究了分子篩物相、晶粒大小和形貌的變化，以研究影響分子篩催化劑低溫醚化活性的影響因素以及改性方法與骨架結(jié)構(gòu)、酸性、醚化活性之

3、間的關(guān)系。得到如下主要結(jié)果和認識： 1.用氟化氫對ZSM-5分子篩進行改性，改性后催化劑B酸量降低，L酸量相對增加，醚化反應活性大大提高。采用5％HF/丙酮處理40分鐘的催化劑，在100℃下的醚化反應活性最好，達到38.26％。氟化后催化劑醚化活性的提高由于晶粒的破碎，氟處理造成豐富的缺陷位及硅醇基對乙醇的表面吸附能力的增加引起的。 2.研究了分子篩上液相、加壓條件下合成TAME的催化性能，不同類型分子篩的醚化活性順序為

4、：Hβ＞D72resin＞S54resin＞HZSM-5＞HMOR＞HY＞HMCM-41。對高硅沸石而言，孔徑越大，其低溫反應活性越好，表明擴散對分子篩的醚化活性有很大的影響。而HY樣品(硅鋁比為4.5)及MCM-41雖然其提供了非常有利于擴散的孔道體系，但是由于其酸性很弱，低溫下不能充分發(fā)揮其催化活性，從而使其最高活性溫度較高，而且其轉(zhuǎn)化率較低。 3.研究了不同焙燒脫除模板劑方式對Hβ上酸性質(zhì)及TAME醚化反應活性的影響。淺床

5、延長低溫段(300℃)焙燒時間，高溫段(540℃)通空氣并縮短高溫段焙燒時間(2.5h)得到的催化劑B酸量最大，醚化反應活性最好并采用用稀酸洗除β沸石上的非骨架鋁后能顯著提高低溫催化性能。 4.由于C5烯烴原料組成中包含兩種醚化活性不同的異構(gòu)體，而兩種醚化活性異構(gòu)體，對Hβ分子篩負載過渡金屬制備雙功能催化劑?？疾熵撦d過渡金屬對催化劑結(jié)構(gòu)，表面形態(tài)，酸性質(zhì)及醚化反應活性的影響。其中采用離子交換法制備的負載0.062％的鈀的催化劑具