多級孔HZSM-5的合成及其二甲醚芳構化催化性能的研究.pdf

1、近年來，世界上幾乎95％的芳烴來自石油。隨著石油資源的日益匱乏，利用豐富的煤炭資源是替代石油制芳烴的一個重要方法。煤基二甲醚制芳烴技術，既能減少對石油的依賴，也能避免甲醇市場的飽和。目前，合成具有高催化活性的催化劑以及解決催化過程中催化劑的失活再生等問題已成為二甲醚制芳烴實現(xiàn)工業(yè)化所面臨的最嚴峻的考驗。
　　本文采用雙模板劑兩步晶化法合成多級孔HZSM-5分子篩，考察了二次晶化溫度和硅鋁比對多級孔HZSM-5分子篩結構的影響，及合

2、成的分子篩在二甲醚芳構化中的催化性能。同時，與雙模板劑一步晶化法制備的多級孔分子篩進行比較。另外，對多級孔HZSM-5分子篩在二甲醚芳構化中的失活問題進行了燒炭再生的研宄。實驗內容及結論如下：
　　(1)通過改變二次晶化溫度成功制備出多級孔HZSM-5分子篩，溫度的改變分別為150 ℃和170 ℃。通過表征得出，170C下的分子篩結晶度較高，多級孔的優(yōu)勢較明顯。說明第二次晶化溫度的改變對多級孔分子篩的結晶度合成有較大影響。

3、　　(2)通過改變微孔前驅液的Si/Al成功合成多級孔HZSM-5分子篩。隨著硅鋁比的降低，分子篩的結晶度降低。其中，硅鋁比為80、90和100時，均能合成顆粒大小均一、呈圓柱狀、顆粒尺寸在300-450nm的分子篩，分子篩具有規(guī)整的孔結構、良好的酸性和較好的擇形性。
　　(3)通過XRD、SEM、和FT-IR等多種表征方法分析得到，一步晶化法能成功制備多級孔分子篩。與兩步晶化法相比，分子篩的物相結構以及骨架結構沒有明顯變化，但在

4、形貌上有較大的差別，顆粒尺寸在2-5pm。
　　(4)將分子篩應用于二甲醚芳構化反應，反應溫度為420C。采用兩步晶化法，經過反復實驗，當?shù)诙尉Щ瘻囟葹?70C、硅鋁比為80時，總芳烴產率高達59.2%，輕質芳烴（BTX)為主要組成部分，這種多級孔HZSM-5分子篩的合成條件是可控的；當二次晶化溫度為150 ℃、Si/Al=90時，芳構化芳烴總產率達到36.4%，輕質芳烴為主。采用一步晶化法時，晶化溫度170 ℃的芳烴收率為37

5、.6%，比150 ℃的30.7%高。兩種不同制備方法比較得知，二甲醚芳構化反應中，采用二步晶化法，晶化溫度170 ℃制備的分子篩的芳烴收率要比一步法的高。
　　(5)采用燒炭的方法對二甲醚芳構化催化劑進行失活再生考察，結果表明，再生后的催化劑的晶相結構、顆粒大小、酸含量及酸強度稍微降低。二甲醚芳構化反應溫度420C，二次晶化溫度170 ℃，Si/Al=80的再生催化劑對芳烴的選擇性較好，總芳烴產率為55.7%，輕質芳烴為主要產物。