低碳烴制丙烯催化劑的制備及性能研究.pdf

1、本文在ZSM-5分子篩中添加La，制得LaZSM-5改性載體，并以LaZSM-5為載體制備了PtSnNa/LaZSM-5系列丙烷脫氫催化劑。同時以ZSM-5分子篩為主催化劑，采用La對PW-ZSM－5催化劑進(jìn)行改性，制得了PWLa-ZSM－5 C4裂解制丙烯催化劑。采用XRD、 NH3-TPD等方法對催化劑進(jìn)行了表征，并對催化劑的反應(yīng)性能進(jìn)行了評價。結(jié)果表明： PtSnNa/LaZSM-5丙烷脫氫催化劑的丙烷轉(zhuǎn)化率隨La含量的

2、增加而提高，在ZSM-5中加入適量La可以降低PtSnNa/ZSM-5表面酸量，削弱酸強(qiáng)度，抑制積炭前驅(qū)體的形成，減少催化劑表面積炭，提升抗積炭性能，從而使催化劑的活性、穩(wěn)定性均有所上升。但過高的La含量則不利于丙烷脫氫反應(yīng)的進(jìn)行。PtSnNa/LaZSM-5丙烷脫氫催化劑載體中La的最佳添加量為0．7％。 LaZSM-5載體的焙燒溫度和焙燒時間對PtSnNa/LaZSM-5丙烷脫氫催化活性影響明顯。合適的焙燒溫度和焙燒時間對

3、丙烷脫氫反應(yīng)有利，此時催化劑中的La與載體之間的相互作用得到了增強(qiáng)，鑭可以穩(wěn)定ZSM-5中的部分骨架鋁，提高載體的熱穩(wěn)定性，增強(qiáng)了催化劑的抗積炭性能，有利于提高催化反應(yīng)的穩(wěn)定性和丙烯選擇性。但過高的焙燒溫度和過長的焙燒時間會導(dǎo)致ZSM-5骨架部分脫鋁，不利于丙烷脫氫反應(yīng)，從而PtSnNa/LaZSM-5丙烷脫氫反應(yīng)活性明顯下降。LaZSM-5載體的最佳最佳焙燒溫度為650℃，最佳焙燒時間為4h。綜合調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度和氫烴比，丙烷轉(zhuǎn)化率維持在

4、30％左右，丙烯選擇性在92％以上，該催化劑的壽命達(dá)到了395h，PtSnNa/LaBZSM-5催化劑的丙烷脫氫反應(yīng)性能穩(wěn)定。 活性組分PtSn的浸漬順序?qū)tSnNa/LaZSM-5催化劑丙烷脫氫性能影響明顯。在PtSn共浸、SnPt分浸和PtSn分浸制備的PtSnNa/LaZSM-5催化劑中， SnPt分浸的催化劑的丙烷脫氫反應(yīng)活性最佳，SnPt分浸使得先浸漬的Sn與La的相互作用增加，有利于增加催化劑表面sn物種的分散度，

5、使得Sn更易于保持氧化態(tài)，有利于丙烷脫氫反應(yīng)。由于Sn助劑的“幾何效應(yīng)”，可以明顯減少沉積在金屬表面的積炭并使沉積在載體表面的積炭向載體表面的遷移，增強(qiáng)催化反應(yīng)的穩(wěn)定性。 PtSnNa/LaZSM-5引入氟，對催化劑的結(jié)構(gòu)沒有明顯影響，但是使載體的弱酸性降低，引入氟具有消除催化劑表面酸中心的作用，有利于提高丙烯選擇性。氟的最佳添加量為0．2％。 在PWLa-ZSM-5催化劑中添加La，提高了PW-ZSM-5催化劑的骨架