P-W-ZSM-5催化劑碳四烯烴裂解反應(yīng)性能的研究.pdf

1、本文以HZSM-5分子篩為主催化劑，硅溶膠為粘結(jié)劑，采用過(guò)渡金屬W和非金屬P對(duì)HZSM-5分子篩進(jìn)行改性，分別制得W-ZSM-5催化劑和P-W-ZSM-5催化劑，采用XRD、BET、NH3-TPD等技術(shù)對(duì)改性后的催化劑進(jìn)行了表征，并在氣固反應(yīng)裝置上對(duì)改性催化劑催化C4烯烴制丙烯的反應(yīng)性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明： W-ZSM-5催化劑中的最佳W含量為3.2％，在C4烯烴催化裂解制丙烯反應(yīng)中丙烯的選擇性和收率分別為47.4％和41.3

2、％，該催化劑的裂解性能較好。W的添加覆蓋了催化劑的部分酸中心，降低了催化劑的酸性；同時(shí)，W與催化劑的B酸中心發(fā)生相互作用，中和了催化劑的部分強(qiáng)酸位，降低了催化劑的酸強(qiáng)度，減少了W-ZSM-5催化劑的表面積炭量。C4烯烴催化裂解制丙烯反應(yīng)中W的存在還可以促進(jìn)歧化反應(yīng)的發(fā)生，有利于提高丙烯的收率和選擇性。 硅溶膠粘結(jié)劑的添加調(diào)變了W-ZSM-5催化劑的孔結(jié)構(gòu)，增加了W-ZSM-5催化劑的機(jī)械強(qiáng)度。同時(shí)，硅溶膠粘結(jié)劑的添加使W-ZSM

3、-5催化劑表面羥基鈍化，降低了催化劑的總酸量，有效地抑制了芳構(gòu)化副反應(yīng)的發(fā)生，延長(zhǎng)了催化劑的壽命。W-ZSM-5催化劑的催化裂解性能隨粘結(jié)劑含量的增加而提高，當(dāng)ω(SiO2)=40～50wt％時(shí)，W-ZSM-5催化劑的反應(yīng)性能最好，催化劑在反應(yīng)12h后，丙烯收率仍然維持在39％左右，催化劑具有良好的反應(yīng)穩(wěn)定性。 對(duì)失活W-ZSM-5催化劑進(jìn)行了氧化再生試驗(yàn)，該催化劑在失活和再生過(guò)程中晶型沒(méi)有發(fā)生改變。分析結(jié)果表明，反應(yīng)中積炭首先

4、覆蓋了催化劑的B酸中心，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，積炭堵塞了催化劑的孔道，降低了催化劑的比表面積，導(dǎo)致W-ZSM-5催化劑失活。失活W-ZSM-5催化劑經(jīng)過(guò)氧化再生，活性可以完全恢復(fù)，且經(jīng)過(guò)10次再生，烯烴轉(zhuǎn)化率和丙烯收率與新鮮催化劑相比無(wú)明顯差別，W-ZSM-5催化劑具有良好的再生性能。 P-W-ZSM-5催化劑中的最佳P含量為1.8％，在C4烯烴催化裂解制丙烯反應(yīng)中丙烯的收率在39％左右。P的添加提高了W-ZSM-5催化劑的骨架穩(wěn)定性