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(nèi)容是開(kāi)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?jī)?nèi)容是采用堿土金屬(Mg，Ca，Sr和Ba)對(duì)HZSM-5進(jìn)行改性，篩選出了該反應(yīng)體系的較佳催化劑，以達(dá)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(yīng)中的性能。得出鎂改性的HZSM-5是較適宜的MTO/MTP反應(yīng)催化劑。
　　 對(duì)于浸漬法制備的Mg/HZSM-5催化劑，鎂負(fù)載量對(duì)Mg/HZSM-5的烯烴選擇性有較明顯的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)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(yīng)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(shí)Mg的引入使副產(chǎn)物的生成受到一定的抑制。XRD、B

3、ET等分析手段表明，當(dāng)MgO負(fù)載量增加到6％時(shí)，催化劑樣品中還沒(méi)有出現(xiàn)MgO特征峰，說(shuō)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(fù)載量的增加而降低，分子篩孔徑趨于均勻，孔結(jié)構(gòu)更規(guī)則均一。
　　 在固定床反應(yīng)系統(tǒng)中考察了反應(yīng)溫度、甲醇進(jìn)料空速、原料水醇比和Mg負(fù)載量等因素對(duì)浸漬法改性催化劑烯烴選擇性的影響，優(yōu)化了反應(yīng)條件。得出了下述最佳反應(yīng)條件：反應(yīng)溫度為480℃，甲醇的質(zhì)量空速為5h-l，

4、V（甲醇）：V（水）=1.5：1，鎂負(fù)載量以MgO計(jì)為4％左右。在此工藝條件下，甲醇轉(zhuǎn)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(chǎn)物的生成。
　　 對(duì)于離子交換法制備的Mg/HZSM-5催化劑，采用正交試驗(yàn)考察了交換次數(shù)、離子交換濃度和交換溫度對(duì)催化劑雙烯選擇性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，離子交換次數(shù)對(duì)催化劑烯烴選擇性影響最為顯著。乙烯和丙烯聯(lián)合選擇性可達(dá)57.59％。