本文關(guān)鍵詞：SAPO-34催化劑上甲醇制烯烴誘導(dǎo)期反應(yīng)（英文）

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【摘要】：甲醇制烯烴(MTO)是典型的自催化過程,包含誘導(dǎo)期反應(yīng).在誘導(dǎo)期反應(yīng)中,甲醇轉(zhuǎn)化生成的烴池物種在分子篩催化劑上積累,形成含有活性中心的烴池,從而進(jìn)一步促進(jìn)和加快更多烴池物種的生成.作為MTO反應(yīng)的活性中間體,研究分子篩上烴池物種及其演變,對于理解MTO反應(yīng)機(jī)理以及C1化學(xué)中第一個(gè)C C鍵的生成具有重要意義.本文采用SAPO-34分子篩催化劑,對較低溫度下流化床反應(yīng)器中MTO誘導(dǎo)期反應(yīng)進(jìn)行研究,獲得了誘導(dǎo)期反應(yīng)的數(shù)據(jù).通過HF溶解分子篩骨架的方法,檢測各階段存留在SAPO-34分子篩催化劑中的有機(jī)物種,分析了分子篩催化劑上烴池物種的積累和演變、烴池的形成以及烴池物種與催化劑失活之間的關(guān)系,并結(jié)合誘導(dǎo)期反應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)一步討論了MTO誘導(dǎo)期反應(yīng)的動(dòng)力學(xué).研究發(fā)現(xiàn),與ZSM-5分子篩類似,SAPO-34分子篩上的MTO誘導(dǎo)期反應(yīng)對溫度非常敏感.誘導(dǎo)期證實(shí)可分為三個(gè)反應(yīng)階段:初始反應(yīng)階段(最初C C鍵生成階段)、第二階段(烴池物種的生成和積累階段)及第三階段(自催化反應(yīng)階段).這表明SAPO-34分子篩上MTO反應(yīng)中烴池機(jī)理的重要性.然而,由于烴池物種和烴池機(jī)理的復(fù)雜性,在缺乏動(dòng)力學(xué)研究的情況下,很難將誘導(dǎo)期反應(yīng)三個(gè)階段與反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行明確的關(guān)聯(lián).因此,我們分別討論了誘導(dǎo)期反應(yīng)三個(gè)階段的動(dòng)力學(xué),并計(jì)算了各階段的表觀活化能.動(dòng)力學(xué)研究表明,與ZSM-5不同的是,在SAPO-34上的MTO誘導(dǎo)期反應(yīng)中,初始反應(yīng)階段表觀活化能較低,反應(yīng)進(jìn)行相對容易;而自催化反應(yīng)階段的活化能較高,反應(yīng)進(jìn)行相對困難.這主要是SAPO-34與ZSM-5分子篩的結(jié)構(gòu)差異所致.SAPO-34分子篩因具有CHA結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的擴(kuò)散限制和空間約束,使得在第一階段初始活性物種的生成和積累相對容易;但是在自催化反應(yīng)階段,不具活性的金剛烷類物質(zhì)開始生成,并隨著反應(yīng)的進(jìn)行在所有積碳物種所占的比例逐漸升高,導(dǎo)致其在自催化反應(yīng)階段(第三階段)的活化能高于烴池物種的生成和積累階段(第二階段).對于HZSM-5催化劑上的MTO誘導(dǎo)期反應(yīng),由于MFI結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的擴(kuò)散限制和空間約束低于CHA結(jié)構(gòu),在第一階段初始活性物種的積累相對困難,導(dǎo)致其初始階段的表觀活化能高于SAPO-34催化劑;但是隨著反應(yīng)的進(jìn)行,活性物種在HZSM-5催化劑上不斷積累,導(dǎo)致自催化反應(yīng)階段的進(jìn)行相對比較容易.然而,對于SAPO-34分子篩上MTO誘導(dǎo)期反應(yīng),隨著反應(yīng)時(shí)間的推移,催化劑上積累的活性物種和非活性物種同時(shí)增多,而且由于SAPO-34結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而引起的擴(kuò)散限制,大部分物種均保留在SAPO-34分子篩的籠中.分子篩中活性物種能提高反應(yīng)活性,相應(yīng)地,非活性物種則會(huì)抑制反應(yīng)活性.因此,SAPO-34分子篩上甲醇轉(zhuǎn)化誘導(dǎo)期反應(yīng)活化能反映的是活性物種和非活性物種之間的競爭關(guān)系.
【作者單位】： 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所潔凈能源國家實(shí)驗(yàn)室(籌)甲醇制烯烴國家工程實(shí)驗(yàn)室;中國科學(xué)院大學(xué);
【關(guān)鍵詞】： 甲醇制烯烴 活化能 SAPO-催化劑 烴池 誘導(dǎo)期
【分類號】：O621.251
【正文快照】： 1.Introduction The methanol-to-olefin(MTO)process,combined with the transformation of coal or natural gas to methanol,has been demonstrated to be a successful non-petrochemical route to produce ethylene and propylene[1].Understanding the mechanism of th

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1 楊傳芳,徐敦頎,沈自求;CaCO_3結(jié)垢誘導(dǎo)期的理論分析與實(shí)驗(yàn)研究[J];化工學(xué)報(bào);1994年02期

2 于秋碩;馬曉迅;;芘在不同溶劑中的誘導(dǎo)期與晶習(xí)[J];化學(xué)反應(yīng)工程與工藝;2012年04期

3 孫始財(cái);劉玉峰;呂愛鐘;樊栓獅;徐海燕;;超聲波與表面活性劑協(xié)同影響水合物誘導(dǎo)期[J];化工學(xué)報(bào);2006年01期

4 王建國;李松;朱和升;;電磁場對碳酸鈣成核誘導(dǎo)期影響的實(shí)驗(yàn)研究[J];化工自動(dòng)化及儀表;2013年07期

5 ;[J];;年期

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本文編號：982056