堿土金屬改性HZSM-5催化甲醇制烯烴的研究.pdf

1、MTO/MTP工藝研究的核心內容是開發(fā)具有烯烴選擇性高、穩(wěn)定性能和再生性能好的催化劑。本文的主要研究內容是采用堿土金屬(Mg，Ca，Sr和Ba)對HZSM-5進行改性，篩選出了該反應體系的較佳催化劑，以達到提高烯烴選擇性的目的。分別采用浸漬法和離子交換法制備了Mg/HZSM-5分子篩催化劑，考察了所制催化劑的催化性能。
　　 在催化劑的篩選中，考察了不同硅鋁比的HZSM-5催化劑、不同堿土金屬改性的HZSM-5(50)催化劑在甲

2、醇制烯烴反應中的性能。得出鎂改性的HZSM-5是較適宜的MTO/MTP反應催化劑。
　　 對于浸漬法制備的Mg/HZSM-5催化劑，鎂負載量對Mg/HZSM-5的烯烴選擇性有較明顯的影響。實驗結果表明，4wt％Mg/HZSM-5具有較好的烯烴選擇性。相比于HZSM-5，在相同的反應條件下，乙烯選擇性從18.43％增加到29.06％，丙烯選擇性從16.05％增加到35.07％。同時Mg的引入使副產物的生成受到一定的抑制。XRD、B

3、ET等分析手段表明，當MgO負載量增加到6％時，催化劑樣品中還沒有出現MgO特征峰，說明MgO主要是以單層形式高度分散在HZSM-5分子篩表面；催化劑比表面積隨著氧化鎂負載量的增加而降低，分子篩孔徑趨于均勻，孔結構更規(guī)則均一。
　　 在固定床反應系統(tǒng)中考察了反應溫度、甲醇進料空速、原料水醇比和Mg負載量等因素對浸漬法改性催化劑烯烴選擇性的影響，優(yōu)化了反應條件。得出了下述最佳反應條件：反應溫度為480℃，甲醇的質量空速為5h-l，

4、V（甲醇）：V（水）=1.5：1，鎂負載量以MgO計為4％左右。在此工藝條件下，甲醇轉化率在96％以上，乙烯和丙烯的選擇性分別為29.23％、43.06％，并有效的減少了液相中副產物的生成。
　　 對于離子交換法制備的Mg/HZSM-5催化劑，采用正交試驗考察了交換次數、離子交換濃度和交換溫度對催化劑雙烯選擇性的影響。實驗結果表明，離子交換次數對催化劑烯烴選擇性影響最為顯著。乙烯和丙烯聯合選擇性可達57.59％。