發(fā)布時間：2020-11-13 12:45

　　 丙烯是重要的基本化工原料之一,由于市場對于丙烯衍生物產(chǎn)品的需求保持強勁增長,傳統(tǒng)生產(chǎn)丙烯的方法已遠(yuǎn)不能滿足市場的需求。近年來,丁烯催化裂化工藝受到廣泛關(guān)注。作為丁烯催化裂化的核心,催化劑的選擇成為研究的熱點。SAPO-34分子篩在丁烯裂解反應(yīng)中表現(xiàn)出較高的丙烯選擇性,催化性能比較良好。本文合成了SAPO-34及改性的SAPO-34分子篩樣品,分別使用XRD、NH3-TPD、SEM等表征手段對合成的催化劑樣品進(jìn)行了表征實驗,并考察對比了合成的催化劑樣品在丁烯催化裂解反應(yīng)中的催化性能。首先,采用水熱法合成法成功合成了SAPO-34分子篩。考察了硅含量對于SAPO-34分子篩合成的影響,實驗數(shù)據(jù)表明,硅含量影響分子篩的酸性,硅含量越高,分子篩酸性越強。原料的轉(zhuǎn)化率與硅含量有關(guān),硅含量越大,轉(zhuǎn)化率越高,而丙烯選擇性隨著硅含量的升高而降低,硅含量最低的SAPO-34樣品丙烯選擇性最高。其次,用不同模板劑成功合成了SAPO-34分子篩,考察了模板劑種類對分子篩的影響。不同模板劑引入硅的能力不同,導(dǎo)致進(jìn)入骨架的硅含量不同,從而影響分子篩的酸性。用三乙胺(TEA)合成的樣品酸量最多,酸性最強,用氮氮二甲基環(huán)己胺(DMCHA)作模板劑合成的樣品酸量及酸強均最低。用TEA合成的樣品在丁烯裂解反應(yīng)中轉(zhuǎn)化率最高,丙烯選擇性最低,而用DMCHA合成的樣品轉(zhuǎn)化率最低,丙烯選擇性最高。本文分別采用浸漬和水熱合成法對SAPO-34進(jìn)行了金屬改性,改性金屬為Ce與Mn,并用XRD、NH3-TPD等表征手段對改性后的樣品進(jìn)行了表征,并將改性后的樣品應(yīng)用于丁烯催化裂解反應(yīng)中。對比SAPO-34與浸漬后的樣品發(fā)現(xiàn),金屬浸漬會減少分子篩的酸量,削弱分子篩的酸強,且浸漬后的樣品在丁烯裂解催化反應(yīng)中的轉(zhuǎn)化率與弱酸的強度呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系,弱酸強度越高,轉(zhuǎn)化率越高。丙烯選擇性與強弱酸酸量的比值有關(guān),比值越大,丙烯選擇性越小,表明強酸不適宜丙烯的生成,這兩條規(guī)律與金屬種類無關(guān)。對比兩種金屬浸漬的樣品,發(fā)現(xiàn)Ce元素對弱酸的性質(zhì)影響較大,而Mn元素對強酸的性質(zhì)影響較大。對比SAPO-34與水熱合成改性的樣品數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)經(jīng)水熱改性后,樣品的酸性發(fā)生較大變化,還發(fā)現(xiàn)丁烯裂解反應(yīng)中轉(zhuǎn)化率與強酸酸性有關(guān),強酸越強,轉(zhuǎn)化率越高,而丙烯選擇性越低,說明強酸不適合丙烯的生成,且對比來說,Mn元素對強酸的影響更大。對比不同改性方法,水熱合成法提升轉(zhuǎn)化率的程度要高于浸漬法,壽命也高于浸漬法改性的樣品。用Ce元素改性時,浸漬法提升丙烯選擇性的程度要大于水熱合成法。用Mn元素改性時,水熱合成法提升丙烯選擇性的程度要大于浸漬法。
【學(xué)位單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O643.36;TQ221.212
【部分圖文】：

第一章 文獻(xiàn)綜述第一章 文獻(xiàn)綜述PO-34 分子篩的簡介APO-34 分子篩的結(jié)構(gòu)PO-34 分子篩是 1985 年美國聯(lián)合碳化物公司（UCC）開發(fā)的磷酸硅鋁系受人們矚目并且試驗最多的分子篩。其與菱沸石(CHA)具有相同的結(jié)構(gòu)2+、SiO2和 AlO2-四面體相互連接而成，具有 0.38nm×0.38nm 的八元環(huán)孔為 0.67nm×1.0nm，是具有三維孔道結(jié)構(gòu)以及橢球形籠的磷酸硅鋁分子篩原子的微環(huán)境有很多，分別為 Si（4Al）、Si（3Al）、Si（2Al）、Si（1A），SAPO-34 分子篩的骨架結(jié)構(gòu)如圖 1-1。

子和飽和烴作用發(fā)生氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)生成一個新的正碳離子。1 2 1 2R R H R H R 正碳離子機理機理是 C4烯烴的裂解反應(yīng)在低溫下主要遵循的反應(yīng)機理，度加強。兩種作用機理一定的溫度范圍內(nèi)是共同起作用的，程更為復(fù)雜。催化裂解反應(yīng)路徑的是 Li[57]等人經(jīng)過一系列的試驗和理論分析推導(dǎo)出的正丁圖。該反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)只描述了主反應(yīng)，并沒有描述生成烷烴的氫副反應(yīng)。ZSM-5 分子篩作為催化劑進(jìn)行反應(yīng)時，首先，丁烯接裂解或者異構(gòu)（b2，b3，b4），不同反應(yīng)之間相互競爭。烯烴反應(yīng)得到 C12和低聚物，芳烴和積碳等。C8與 C12均可以及縮合反應(yīng)，不同反應(yīng)之間相互競爭。

取 1g 用于進(jìn)行丁烯催化裂解反應(yīng)。2.3.2 丁烯裂解催化反應(yīng)丁烯催化裂解反應(yīng)是在微型固定床反應(yīng)器中進(jìn)行的，具體的評價裝置流程如圖2-1。評價反應(yīng)中所涉及的儀器在表 2-3 列出。該裝置主要包括四個部分，分別是進(jìn)料部分、反應(yīng)部分、溫度控制部分、產(chǎn)物收集和分析部分。圖 2-1 丁烯催化裂解反應(yīng)評價裝置流程圖1 氮氣瓶 2、5、7、12、13 旋塞閥 3、6 質(zhì)量流量控制器4 丁烯瓶 8、10 熱電偶 9 加熱爐 11 反應(yīng)管
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2882202