SAPO-34分子篩的酸性和尺寸對MTO反應(yīng)性能的影響研究.pdf

1、鑒于我國的能源結(jié)構(gòu)以及低碳烯烴在現(xiàn)代化學(xué)行業(yè)中的特殊地位，甲醇制烯烴技術(shù)（MTO）日益受到人們的關(guān)注，并被認為是最有希望替代石油路線的新工藝。典型的MTO反應(yīng)催化劑為硅鋁磷酸鹽分子篩SAPO-34，其MTO反應(yīng)性能主要取決于其酸性和尺寸，本論文系統(tǒng)考察了SAPO-34分子篩的B酸位含量、晶粒尺寸和顆粒粒徑對MTO反應(yīng)性能的影響，并結(jié)合反應(yīng)階段和失活階段分子篩內(nèi)有機沉積物的種類和相對含量來揭示這些參數(shù)的影響機理。
　　本論文分別以嗎

2、啡碄（M）、三乙胺（TEA）和四乙基氫氧化銨（TEAOH）為模板劑，通過改變初始凝膠中的硅含量成功合成出多組高結(jié)晶度的 SAPO-34分子篩，并在固定床反應(yīng)器上測試其MTO反應(yīng)性能。
　　本論文考察了SAPO-34分子篩的B酸位含量的影響，結(jié)果表明：四種不同硅鋁比的SAPO-34-M系列分子篩均具有較短的催化壽命，100％的甲醇轉(zhuǎn)化率可維持的時間均低于45 min，且其催化壽命隨B酸位含量的變化并不明顯。結(jié)合表征結(jié)果可以推測：SA

3、PO-34-M系列分子篩的較差反應(yīng)性能主要歸因于其較大的晶粒尺寸。此外，對比四種不同硅鋁比的SAPO-34-TEA系列分子篩可知：其催化壽命、低碳烯烴總選擇性均隨著 B酸位含量的增加而下降，而乙烷或丙烷選擇性則正好相反，其中 SAPO-34-TEA-0.2具有最長的催化壽命、最高的低碳烯烴總選擇性和最低的低碳烷烴選擇性，100%的甲醇轉(zhuǎn)化率可維持351 min，在反應(yīng)穩(wěn)定期內(nèi)，其低碳烯烴總選擇性可達到86.1%，乙烷、丙烷選擇性分別約為

4、0.25%和1.05%。由此可見，B酸位含量對SAPO-34分子篩的MTO反應(yīng)性能有極其重要的影響，但當其晶粒尺寸增大到一定程度時，單純的改變其 B酸位含量并不能顯著的改變其反應(yīng)性能，主要原因可能是擴散作用。
　　運用GC-MS和NMR對反應(yīng)階段和失活階段SAPO-34-TEA-0.2和SAPO-34-TEA-0.6內(nèi)的有機沉積物種類和相對含量進行研究。結(jié)果表明：較低的 B酸位含量可以延緩多甲基苯向多環(huán)芳烴演變的速度，降低多環(huán)芳烴

5、的生成速率，使SAPO-34-TEA-0.2分子篩的催化壽命得以延長。
　　本論文還考察了晶粒尺寸和顆粒粒徑的影響，結(jié)果表明：在本實驗考察的范圍內(nèi)，SAPO-34分子篩的催化壽命、丙烯選擇性均會隨著晶粒尺寸的增大而下降，而乙烯選擇性則正好相反，其中納米級 SAPO-34-TEAOH-N展現(xiàn)出最長的催化壽命，100%的甲醇轉(zhuǎn)化率可維持470 min。此外，與壓片之前相比，壓片之后的 SAPO-34-TEA-0.2分子篩的催化壽命明顯