丁醇在分子篩催化劑上脫水反應(yīng)的研究.pdf

1、異丁烯是一種十分重要的化工原料，傳統(tǒng)上來源于蒸汽裂解、催化裂化等反應(yīng)的副產(chǎn)以及叔丁醇脫水轉(zhuǎn)化而來。生物丁醇作為一種新興的生物質(zhì)燃料與化工原料，在異丁烯生產(chǎn)上也具有一定的可能。相比傳統(tǒng)的化石資源轉(zhuǎn)化路線，生物丁醇脫水制異丁烯有較大的效率提升空間，并且該途徑有較好的環(huán)境友好性，開發(fā)基于可再生資源的異丁烯路線具有一定的積極意義。
　　本文通過水熱堿處理、酸堿聯(lián)合處理等不同方法對HZSM-5、HZSM-22分子篩的孔道結(jié)構(gòu)和酸性質(zhì)進(jìn)行調(diào)變

2、，考察其在正丁醇脫水異構(gòu)化直接轉(zhuǎn)化為異丁烯反應(yīng)過程中的催化性能變化，對影響反應(yīng)的重要物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究。通過模板劑法和堿處理制備了幾種介孔ZSM-5分子篩，通過考察丁醇在介孔ZSM-5上脫水生成丁烯的反應(yīng)研究了介孔對脫水反應(yīng)的影響。發(fā)現(xiàn)ZSM-5為催化劑時(shí)多級(jí)孔結(jié)構(gòu)的引入可以極大地促進(jìn)異丁醇脫水后生成烯烴,但是對正丁醇脫水異構(gòu)生成異丁烯的影響不大。相比較，ZSM-22分子篩對正丁醇制異丁烯具有更好的催化活性?？疾炝苏〈荚赯SM-2

3、2分子篩催化劑上脫水制異丁烯反應(yīng)條件，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)溫度的升高和降低反應(yīng)空速有利于提高異丁烯的選擇性，而載氣流速對反應(yīng)影響不明顯。正丁醇脫水異構(gòu)制異丁烯的優(yōu)化反應(yīng)條件如下：反應(yīng)溫度400OC，0.1 MPa，正丁醇的反應(yīng)空速為WHSV34 h-1，載氣的流量為40ml/min。在優(yōu)選的反應(yīng)條件下，研究了堿處理對于ZSM-22分子篩的物化性質(zhì)和正丁醇脫水制異丁烯性能的影響，發(fā)現(xiàn)在85oC，使用0.3mol/L堿處理2小時(shí)后的HZSM-22分子篩

4、形成了孔徑2到50納米的豐富的介孔結(jié)構(gòu)，處理后的分子篩保持了ZSM-22的晶型結(jié)構(gòu)。介孔的產(chǎn)生能夠提高正丁醇在催化劑上脫水生成異丁烯的產(chǎn)率。研究了酸堿聯(lián)合處理ZSM-22分子篩的情況，發(fā)現(xiàn)在保持堿處理形成的介孔的基礎(chǔ)上，酸處理通過脫鋁作用疏通了孔道，純化了分子篩，改性后的催化劑在異丁烯產(chǎn)率顯著提高的同時(shí)保持了良好的穩(wěn)定性。研究了ABE發(fā)酵產(chǎn)物在ZSM-22催化劑上的脫水反應(yīng)，在優(yōu)選的反應(yīng)條件下發(fā)現(xiàn)直接堿處理的HZSM-22分子篩上ABE