本文關鍵詞：甲醇制烯烴催化劑SAPO-34分子篩的合成與改性，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 甲醇制烯烴(MTO)反應是最有希望替代常規(guī)石油路線生產(chǎn)低碳烯烴的新興工藝路線。作為MTO反應的核心,催化劑的合成成為人們研究的重點。SAPO-34分子篩以其極高的甲醇轉化率和優(yōu)異的乙烯、丙烯選擇性成為目前MTO反應最好的催化劑。然而由于SAPO-34分子篩受到其微孔的限制,孔道容易被積碳堵塞從而造成較短的催化劑壽命。因此有效的提高SAPO-34分子篩的催化劑壽命對于推進MTO反應工業(yè)化有著極其重要的意義。本論文致力于研究SAPO-34分子篩的合成和改性,從而達到提高催化劑壽命的目的。 論文考察了嗎啉(MOR)、三乙胺(TEA)和四乙基氫氧化胺(TEAOH)三種模板劑以及氣相轉移(VPT)法對于SAPO-34分子篩合成的影響。目的是找到一種廉價,簡單和穩(wěn)定的SAPO-34分子篩合成配方,為其改性提供良好的基礎。結果表面:(1)三種模板劑合成的催化劑晶粒大小由大到小為MOR-SAPO-34＞TEA-SAPO-34＞TEAOH-SAPO-34;(2)催化劑壽命由長到短為TEAOH-SAPO-34≈TEA-SAPO-34＞MOR-SAPO-34;(3)盡管以TEAOH為模板合成SAPO-34分子篩壽命最長,但是由于TEAOH價格昂貴不適合應用,因此,以TEA為模板合成SAPO-34分子篩更適合于工業(yè)和實驗室應用。(4)以VPT法合成的SAPO-34分子篩,因為缺少分散介質造成晶化度低,壽命短。 論文考察了Mg、Co、Ni和Mn四種金屬離子對提高催化劑壽命的影響,初步探討了多級孔道SAPO-34分子篩的合成以及在MTO反應中的應用。結果表明:(1)在Mg,Co,Ni和Mn四種金屬離子改性的MeSAPO-34分子篩中Mn離子的加入可使分子篩的酸性降低,乙烯、丙烯的選擇性提高并表現(xiàn)出最長的壽命。(2)在350,400,450和500℃四種溫度下,MnSAPO-34分子篩在400℃下催化劑壽命最長為7.25小時。(3)Mn/Al_2O_3=0.01時催化劑壽命最長并且有良好的乙烯、丙烯的選擇性。(4)硅烷偶聯(lián)劑TPOAC可以作為導向介孔生成的模板劑,合成的多級孔道SAPO-34分子篩與常規(guī)的SAPO-34分子篩相比壽命有所增加,但乙烯、丙烯的選擇性會有降低。 本論文還考察了SAPO-34分子篩的再生性能。結果表明三次再生后的SAPO-34分子篩無論是壽命還是乙烯、丙烯的選擇性都與新鮮的SAPO-34分子篩非常接近,說明SAPO-34分子篩有良好的再生性能。
【關鍵詞】：甲醇制烯烴 SAPO-34分子篩 MeSAPO-34分子篩 多級孔道分子篩
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 文獻綜述10-27
• 1.1 甲醇制烯烴(MTO)工藝的發(fā)展10-13
• 1.2 甲醇制烯烴(MTO)的反應機理13-15
• 1.2.1 氧摀離子(Oxoniumylide)機理13-14
• 1.2.2 碳池(Hydrocarbon-pool)機理14-15
• 1.3 甲醇制烯烴(MTO)的催化劑15-17
• 1.3.1 早期MTO催化劑15
• 1.3.2 ZSM-5催化劑15-16
• 1.3.3 SAPO-34催化劑16-17
• 1.4 SAPO-34分子篩的研究17-21
• 1.4.1 SAPO-34的合成17-18
• 1.4.2 SAPO-34的晶化機理18-19
• 1.4.3 SAPO-34的改性19-21
• 1.5 多級孔道分子篩的發(fā)展與合成21-26
• 1.5.1 常規(guī)沸石分子篩在催化反應中的優(yōu)缺點21-23
• 1.5.2 有序介孔分子篩在催化反應中的優(yōu)缺點23
• 1.5.3 多級孔道分子篩的合成23-26
• 1.6 本課題的研究設想26-27
• 2 實驗方法27-32
• 2.1 實驗原料27
• 2.2 SAPO-34分子篩的制備27-28
• 2.2.1 水熱法合成SAPO-34分子篩27-28
• 2.2.2 VPT法合成SAPO-34分子篩28
• 2.2.3 MeSAPO-34分子篩的合成28
• 2.2.4 多級孔道SAPO-34分子篩的合成28
• 2.3 SAPO-34分子篩表征28-29
• 2.3.1 X射線衍射(XRD)28-29
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)29
• 2.3.3 透射電子顯微鏡(TEM)29
• 2.3.4 N_2等溫吸附/脫附29
• 2.3.5 分子篩酸性測定NH_3-TPD29
• 2.4 SAPO-34分子篩應用于MTO反應29-32
• 2.4.1 MTO反應實驗29-30
• 2.4.2 氣相色譜分析條件30
• 2.4.3 反應評價指標30-32
• 3 SAPO-34分子篩的合成32-43
• 3.1 模板劑對于SAPO-34分子篩合成的影響32-38
• 3.1.1 不同模板劑合成SAPO-34分子篩32
• 3.1.2 不同模板劑合成的SAPO-34分子篩的表征32-35
• 3.1.2 不同模板劑合成的SAPO-34分子篩在MTO反應中的性能35-38
• 3.2 VPT法合成SAPO-34分子篩38-42
• 3.2.1 VPT法合成SAPO-34分子篩38-41
• 3.2.2 VPT法合成SAPO-34分子篩在MTO反應中的性能41-42
• 3.3 小結42-43
• 4 SAPO-34分子篩的改性43-60
• 4.1 金屬離子改性SAPO-34分子篩43-47
• 4.1.1 金屬離子改性SAPO-34分子篩的制備43
• 4.1.2 金屬離子改性SAPO-34分子篩的表征43-46
• 4.1.3 金屬離子改性MeSAPO-34分子篩在MTO反應中的性能46-47
• 4.2 反應溫度對MeSAPO-34分子篩在MTO反應中壽命的影響。47-49
• 4.3 MnSAPO-34分子篩中Mn離子濃度對MTO反應的影響49-52
• 4.3.1 不同Mn離子濃度的MnSAPO-34表征49-50
• 4.3.2 不同Mn離子濃度的MnSAPO-34在MTO反應中的性能50-52
• 4.4 多級孔道SAPO-34分子篩的合成及在MTO反應中性能52-59
• 4.4.1 聚乙烯醇(PVA)為模板合成多級孔道SAPO-34分子篩52-54
• 4.4.2 三甲氧基硅丙基二甲基十八烷基氯化銨(TPOAC)為模板合成多級孔道SAPO-34分子篩54-59
• 4.5 小結59-60
• 5 SAPO-34分子篩在MTO反應中的再生性能60-63
• 5.1 再生SAPO-34分子篩的表征60-61
• 5.1.1 再生SAPO-34分子篩的NH_3-TPD60
• 5.1.2 再生SAPO-34分子篩的SEM60-61
• 5.2 再生SAPO-34分子篩在MTO反應中的性能測試61-62
• 5.3 小結62-63
• 結論63-64
• 參考文獻64-68
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況68-69
• 致謝69-70

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 方黎洋;程玉春;白海濤;;甲醇制乙烯和丙烯等低碳烯烴的研究進展[J];廣州化工;2011年05期

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3 袁學民;孫世謙;張蒙;錢震;;國內(nèi)甲醇制烯烴技術最新進展[J];現(xiàn)代化工;2012年12期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 宋慶鋒;高俊文;;用SAPO-34晶化母液合成磷酸硅鋁分子篩的研究[A];第七屆全國工業(yè)催化技術及應用年會論文集[C];2010年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 畢見東;納米HZSM-5分子篩催化劑上生物乙醇制C_2-C_4輕烯烴[D];大連理工大學;2011年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 張鋒濤;ZSM-5分子篩催化甲醇制丙烯過程研究[D];西北大學;2010年

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3 呂丹丹;SAPO-34/堇青石整體式催化劑的制備及其甲醇制烯烴性能研究[D];北京化工大學;2012年

4 王瑾;改性HZSM-5對甲醇制烯烴反應性能的影響研究[D];中南大學;2012年

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本文編號：274870