【摘要】：SAPO-34分子篩能夠高選擇性地催化甲醇轉(zhuǎn)化制低碳烯烴(MTO)。小晶粒SAPO-34分子篩外表面積大,孔道短,易于甲醇和烯烴的擴(kuò)散,從而利于提高晶粒內(nèi)部孔腔利用效率、抑制催化劑的失活、延長催化劑的壽命和提高烯烴的選擇性。小晶粒SAPO-34分子篩通常以四乙基氫氧化銨(TEAOH)為模板劑制備,但TEAOH價(jià)格昂貴,致使制備成本提高。本文提出三段水熱晶化法,并以價(jià)格相對(duì)低廉的三乙胺(TEA)和嗎啡啉(MOR)為模板劑,制備了小晶粒的SAPO-34分子篩。并采用XRD探究了分子篩的晶相,SEM觀察了分子篩微觀形貌和尺寸特征,物理吸附分析了分子篩孔結(jié)構(gòu)信息,化學(xué)吸附得到了分子篩酸強(qiáng)度分布及酸量,并在固定床反應(yīng)器中評(píng)價(jià)了分子篩的MTO催化性能。主要研究結(jié)果如下:1.在傳統(tǒng)一段、兩段水熱晶化基礎(chǔ)上,提出采用三段水熱晶化法合成小晶粒SAPO-34分子篩。結(jié)果表明,三段晶化法合成的SAPO-34分子篩粒徑最小,收率最高。以TEA為模板劑時(shí),一段、兩段和三段法合成的SAPO-34分子篩粒徑分別為10、5和1.5μm,收率依次為51.56%,69.55%和74.21%。以MOR為模板劑時(shí),一段、兩段和三段法合成的SAPO-34分子篩粒徑分別為15、5和3μm,收率依次為39.68%,66.64%和68.96%。以TEAOH為模板劑時(shí),一段、兩段和三段法合成的SAPO-34分子篩粒徑分別為750、600和400 nm,收率依次為38.23%,41.33%和49.70%。2.三段晶化法所合成SAPO-34分子篩的壽命和烯烴選擇性顯著改善。以TEA為模板劑時(shí),催化壽命由一段法的205 min提高到三段法的330 min,烯烴選擇性(C2=~C4=)的最高值由一段法的92.66%提高到三段法的94.68%。以MOR為模板劑時(shí),催化壽命由一段法的180 min提高到三段法的275 min,烯烴選擇性(C2=~C4=)的最高值由一段法的90.53%提高到三段法的92.46%。以TEAOH為模板劑時(shí),催化壽命由一段法的245min提高到三段法的475 min,乙烯與丙烯(C2=~C3=)選擇性的最高值由一段法的77.64%提高到三段法的80.43%,丁烯選擇性略微下降。3.對(duì)三段水熱晶化條件的優(yōu)化。得出:當(dāng)高溫段晶化時(shí)間控制在60 min左右,低溫段晶化溫度控制在100℃(MOR為模板劑時(shí),控制在130℃)附近時(shí),合成的SAPO-34分子篩其低碳烯烴選擇性與催化壽命均達(dá)到最佳。4.對(duì)三段水熱晶化機(jī)理的探討。第一階段是初級(jí)與次級(jí)結(jié)構(gòu)單元產(chǎn)生的高溫階段,適當(dāng)?shù)木Щ瘯r(shí)間(60min)有利于產(chǎn)生更多的結(jié)構(gòu)單元;第二階段是形成晶核的低溫階段,適當(dāng)?shù)木Щ瘻囟?100~130℃)有利于大量微小晶核的形成;第三階段是晶核生長,晶體長大的高溫階段,上一階段形成的微小晶核此時(shí)逐漸生長,長大為小尺寸晶體。
【圖文】：

.1 Mobil 公司采用 ZSM-5 分子篩作催化劑的甲醇轉(zhuǎn)化流程圖 公司的 MTO 技術(shù)的 MTO 工藝流程圖如圖 1.2 所示[12]，該工藝采用組分為 SAPO-34 分子篩，反應(yīng)在可循環(huán)再生流化

圖 1.2 UOP/Hydro MTO 工藝流程圖化物所的 MTO 技術(shù)物所的 MTO 工藝流程圖如圖 1.3 所示。中科院大連機(jī)構(gòu)，從針對(duì) SAPO-34分子篩催化劑制備和 MTO
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O643.36;TQ221.21

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本文編號(hào)：2629666