甲醇制汽油(MTG)是實(shí)現(xiàn)煤炭清潔高效利用中重要的一部分,符合我國能源多元化戰(zhàn)略,是研究熱點(diǎn)。論文基于此,開展ZSM-5分子篩的調(diào)變及其在甲醇制汽油中的應(yīng)用研究,具有學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值。論文首先采用水熱法合成了硅鋁源摩爾比為40、80、120、160和200的五種硅鋁比的分子篩ZSM-5,分別對(duì)其進(jìn)行了表征和評(píng)價(jià)。結(jié)果表明:合成的五種硅鋁比分子篩均為典型的MFI結(jié)構(gòu);低硅鋁比的(Si/Al-40)分子篩酸性較強(qiáng),酸量較高,比表面積高達(dá)380m2/g,在催化MTG反應(yīng)中甲醇轉(zhuǎn)化率為100%,C5+選擇性達(dá)60%。接著,以Si/Al-40的分子篩ZSM-5分別進(jìn)行了磷改性、堿改性和水熱處理,表征分析了其對(duì)分子篩物化性能的影響,并評(píng)價(jià)了其催化MTG的反應(yīng)行為。結(jié)果表明:磷改性可實(shí)現(xiàn)對(duì)分子篩的強(qiáng)酸強(qiáng)度和酸量的同時(shí)調(diào)控;合適濃度堿改性的分子篩增加了分子篩的介孔,其中以AT-0.3(0.3 MNaOH處理的ZSM-5)催化MTG反應(yīng),甲醇轉(zhuǎn)化率達(dá)100%,汽油組分選擇性在60%以上;合適的水熱處理溫度能夠同時(shí)調(diào)控催化劑的酸性和強(qiáng)酸酸量,但過高的水熱處理溫度使催化劑活性下降明顯,其中HT-400(400 ℃水熱處理的HZSM-5)甲醇轉(zhuǎn)化率較高,汽油組分選擇性在65%左右。最后,對(duì)Si/Al為40的ZSM-5分子篩采用50倍晶化釜放大合成。結(jié)果表明:合成的分子篩物化性能與實(shí)驗(yàn)室小試相近,催化效果相當(dāng)。優(yōu)化的改性及催化工藝條件為:以Si/Al-40分子篩,依次經(jīng)0.3 M NaOH調(diào)控孔結(jié)構(gòu),銨交換和400℃水熱處理后并成型;在常壓,WHSV=1.0 h-1,350～380℃條件下,此時(shí)甲醇轉(zhuǎn)化率達(dá)100%,汽油組分選擇性在60%以上,同時(shí)單程催化壽命在280 h左右。
【學(xué)位單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：O643.36;TQ424.25
【部分圖文】：

圖１．３不同國家汽油池結(jié)構(gòu)逡逑Ｆｉｇ．邋１．３邋Ｇａｓｏｌｉｎｅ邋ｐｏｏｌ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｉｎ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ逡逑圖１．３為２０１８年不同國家和地區(qū)的汽油池組成。其中，我國ＦＣＣ汽油高達(dá)７３．２％，逡逑這與之前我國對(duì)汽油品質(zhì)要求較低及ＦＣＣ技術(shù)是我國突破的第一個(gè)技術(shù)有關(guān)硫和逡逑烯烴含量較高是ＦＣＣ法汽油產(chǎn)品的主要缺點(diǎn)，且調(diào)和手段相對(duì)較少，難以達(dá)到較高的逡逑辛烷值，同時(shí)對(duì)環(huán)境污染較大，而歐美國家的催化重整汽油比重較大，這與其相關(guān)技術(shù)逡逑

醇的合成等工藝過程。合成氣主要來源于煤炭Ｍｌ、天然氣和焦?fàn)t氣等，目前，天然逡逑氣制甲醇途徑已被國家發(fā)改委明令禁止，而焦?fàn)t氣則用途廣泛，生產(chǎn)甲醇并非最佳途徑；逡逑我國煤氣化技術(shù)相對(duì)較為成熟，由煤炭出發(fā)制備甲醇己成為其來源的首選。圖１．５所示逡逑為２０１８年我國甲醇原料來源分布，其中，煤炭以７４％的占比最高，這與我國煤化工行逡逑業(yè)的快速發(fā)展有關(guān)。逡逑圖１．Ｓ我國甲醇來源分布逡逑Ｆｉｇ．邋１．５邋Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｍｅｔｈａｎｏｌ邋ｓｏｕｒｃｅｓ邋ｉｎ邋Ｃｈｉｎａ逡逑

２０１９年１月起我國汽油質(zhì)量指標(biāo)全面向國ＶＩ標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)［５吒煤化工也在朝著潔凈煤多聯(lián)逡逑產(chǎn)技術(shù)方向快速推進(jìn)［５１＿５４］。逡逑甲醇在眾多領(lǐng)域有著普遍的應(yīng)用［５５＿６Ｑ］。其下游產(chǎn)品消耗甲醇占比如圖１．７所示。甲逡逑醇燃燒時(shí)火焰難以觀察，熱值僅為汽油的一半，且易溶于水，這也使甲醇存在著較多的逡逑安全隱患。因此，其不宜直接作為燃料使用，而以甲醇為原料制清潔汽油技術(shù)的出現(xiàn)吸逡逑引了大家的廣泛關(guān)注。逡逑

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本文編號(hào)：2823765