丁烯催化制丙烯改性ZSM-5催化劑的研究.pdf

1、本文采用P、Ba、La和W對(duì)HZSM-5進(jìn)行改性，制備了P-ZSM-5催化劑、PBa-ZSM-5催化劑、La-ZSM-5催化劑和W-ZSM-5催化劑，采用XRD、BET、NH<,3>-TPD、FT-IR等技術(shù)對(duì)改性后的各催化劑進(jìn)行了表征，并在氣固微反裝置上對(duì)改性催化劑催化丁烯制丙烯的反應(yīng)性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明： P-ZSM-5催化劑中的最佳P含量為1.0％，在丁烯催化制丙烯反應(yīng)中丙烯的平均選擇性和收率分別達(dá)到39.4％和32.

2、4％，丙烯和乙烯的總收率為44.2％，與HZSM-5催化劑的催化性能相比有了明顯的提高。引入的P與HZSM-5催化劑上的-OH形成-POH，使催化劑上的酸強(qiáng)度和強(qiáng)酸中心數(shù)目逐漸減少，P的添加對(duì)催化劑的強(qiáng)B酸中心的影響更為明顯；催化劑上強(qiáng)酸中心數(shù)目減少，有利于丙烯選擇性的增加。在不同溫度下對(duì)P-ZSM-5催化劑進(jìn)行了水蒸氣處理，發(fā)現(xiàn)P-ZSM-5催化劑具有良好的水熱穩(wěn)定性。580℃下水蒸氣處理的P-ZSM-5催化劑表現(xiàn)出最佳的催化性能：丙

3、烯的平均選擇性和收率分別為44.8％和34.6％，丙烯和乙烯的總收率為47.6％。適當(dāng)?shù)乃魵馓幚頊囟葘?duì)P-ZSM-5催化劑的微孔結(jié)構(gòu)有一定的疏通作用，增強(qiáng)了催化劑的容碳能力，降低了催化劑上的積炭。水蒸氣處理后P-ZSM-5催化劑的總酸量明顯下降，強(qiáng)酸中心數(shù)目進(jìn)一步減少，弱酸在總酸量中所占的比例明顯增加。 PBa-ZSM-5催化劑中Ba的最佳添加量為0.5％，催化反應(yīng)中丙烯的平均選擇性和收率分別達(dá)到42.3％和33.5％，丙烯和

4、乙烯的總收率為45.8％，比P-ZSM-5的催化性能有了進(jìn)一步的改善。Ba的添加，使P-ZSM-5催化劑上的酸強(qiáng)度減弱和酸中心數(shù)目減少，Ba對(duì)催化劑的L酸中心的調(diào)變更為明顯。當(dāng)P-ZSM-5催化劑上Ba含量大于0.5％后，Ba的添加對(duì)催化劑的酸性的調(diào)節(jié)作用變小。 La-ZSM.5催化劑中La的最佳負(fù)載量為2.3％，催化反應(yīng)中丙烯的平均選擇性和收率分別為40.8％和33.5％，丙烯和乙烯的總收率為46.6％。La的添加，改變了HZ

5、SM-5催化劑上的酸分布，減弱了催化劑的酸強(qiáng)度，減少了強(qiáng)酸中心數(shù)目，催化劑上生成了部分中等強(qiáng)度的酸位，催化劑弱酸量的增加有利于反應(yīng)中丙烯選擇性的提高；有部分La進(jìn)入了分子篩孔道，使催化劑具有一定的"空間擇形"效應(yīng)：同時(shí)La對(duì)積炭有一定的轉(zhuǎn)換能力，增強(qiáng)了催化劑的抗積炭性能。 W-ZSM-5催化劑中W的最佳添加量為3.6％，催化劑表現(xiàn)出最佳的催化性能：丁烯的平均轉(zhuǎn)化率為82.7％，丙烯的平均選擇性和收率分別達(dá)到45.2％和37.2％