SAPO--17-H--ZSM--22復(fù)合分子篩的合成及MTO催化性能研究.pdf

1、甲醇轉(zhuǎn)化制取低碳烯烴(MTO)已經(jīng)成為工業(yè)上生產(chǎn)低碳烯烴的重要過程。甲醇制低碳烯烴工藝要求催化劑具有高活性、高低碳烯烴選擇性和更多產(chǎn)丙烯，而工業(yè)上實際使用的SAPO-34分子篩催化劑由于失活快，催化劑需要在流化床反應(yīng)器和再生系統(tǒng)中循環(huán)使用。復(fù)合分子篩是由具有不同結(jié)構(gòu)特征的兩種或多種分子篩通過一定的方法復(fù)合在一起的晶體，由于具有良好的擇形催化性能和合理分布的酸性，在催化反應(yīng)過程中表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)和特殊的催化效果。本文選擇微孔分子篩SAPO-

2、17和中孔分子篩H-ZSM-22為研究對象，在水熱條件下合成SAPO-17/H-ZSM-22復(fù)合分子篩，考察催化劑的物化性質(zhì)和MTO催化性能。
　　首先，采用水熱合成法制備SAPO-17分子篩。系統(tǒng)考察了磷酸、水、環(huán)己胺、HF、KC1、硅溶膠等各個合成原料用量及晶化時間對合成SAPO-17分子篩的影響，最終確定了合成SAPO-17的最佳原料配比為:1P2O5∶1A12O3∶0.9CHA∶50H2O∶0.08SiO2∶0.9HF∶0

3、.01KCI。實驗發(fā)現(xiàn)，在合成體系中引入HF和KC1，不僅結(jié)晶速率大大提高，還可以向分子篩骨架中引入更多的硅原子。采用XRD、SEM、NH3-TPD、FT-IR和BET等表征手段對合成的樣品進行表征。發(fā)現(xiàn)SAPO-17為棒狀晶體，并對其MTO性能進行了考察，結(jié)果表明，產(chǎn)物中C2=～C4=選擇性達到84.03％，但其壽命不長，僅有三個小時。
　　采用包覆法合成SAPO-17/H-ZSM-22復(fù)合分子篩?？疾炝司Щ瘯r間、晶化溫度、H-

4、ZSM-22添加量和SAPO-17中不同硅鋁比對合成復(fù)合分子篩的影響，優(yōu)化合成條件為:晶化溫度為200℃，H-ZSM-22的添加量為1/10，晶化時間為24h。采用XRD、BET、SEM、FT-IR和NH3-TPD等表征手段對SAPO-17、H-ZSM-22、水熱合成的SAPO-17/H-ZSM-22復(fù)合分子篩和機械混合的SAPO-17/H-ZSM-22復(fù)合分子篩的形貌、孔結(jié)構(gòu)和酸性進行了表征，水熱法所合成的復(fù)合分子篩在形貌上表現(xiàn)為在大

5、晶粒的SAPO-17分子篩表面粘連部分小晶粒的H-ZSM-22分子篩，而機械法所合成的復(fù)合分子篩形貌上表現(xiàn)為兩種分子篩的物理混合。水熱法比機械法合成的復(fù)合分子篩的MTO催化性能好。
　　以不同條件下合成的SAPO-17/H-ZSM-22復(fù)合分子篩為催化劑，考察其MTO催化性能。結(jié)果表明，SAPO-17/H-ZSM-22復(fù)合分子篩催化劑兼具兩種分子篩催化劑的MTO優(yōu)良特性:比SAPO-17分子篩催化劑有著更長的催化壽命和更大的C3=