甲醇制烯烴催化劑的制備及其催化反應研究.pdf

1、乙烯、丙烯、丁烯等烯烴是最重要的化工原料，其生產(chǎn)能力及生產(chǎn)技術水平的高低是一個地區(qū)乃至一個國家科技實力的重要體現(xiàn)，對國民經(jīng)濟的良性運行與蓬勃發(fā)展起著至關重要的作用。我國是一個“富煤、貧油、少氣”的國家，面對石油資源的不斷枯竭，面對“過山車”式的石油價格對我國傳統(tǒng)石化產(chǎn)業(yè)的沖擊，大力發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)，已成為化解“我國化學工業(yè)過分依賴石油資源，我國一次性能源過分依賴煤炭”的重要選擇。煤制甲醇，甲醇制烯烴（MTO）的產(chǎn)業(yè)路線為減輕上述兩個“過分

2、依賴”給出了解決途徑。
　　催化劑技術在提高甲醇制烯烴反應的轉化率及烯烴的選擇性方面起著非常重要的作用。SAPO-34分子篩催化劑自上世紀八十年代誕生以來，其催化甲醇制低碳烯烴反應的轉化率及選擇性一直深得產(chǎn)業(yè)界及學術界的青睞。首先， SAPO-34分子篩的孔徑小，只有0.4nm，這是其低碳烯烴選擇性較高的重要緣由，但孔徑太小，反應過程中催化劑結焦很快，很容易失活，第二，SAPO-34分子篩催化劑在制備時，常常要用大量的有機胺類模板

3、劑，一方面成本較高，另一方面在焙燒過程中，有氮氧化物放出，很不環(huán)保；第三，在能源與石化產(chǎn)品國際化的背景下，對產(chǎn)品結構的快速調(diào)變提出了更高的要求。
　　本論文以異丙醇鋁或正辛醇鋁與擬薄水鋁石組成的混合物為鋁源，以硝酸鈷為改性金屬的引入劑，以硅溶膠為硅源，以磷酸為磷源、以三乙胺為模板劑，開展了甲醇制烯烴催化劑的制備及催化反應研究。研究了鋁源的組成對反應選擇性，催化劑壽命的影響；探討了水熱晶化時間、晶化溫度、催化劑活化時間，活化溫度，甲

4、醇的空速、反應溫度等對甲醇轉化率及烯烴選擇性的影響規(guī)律。獲得了該體系下，制備SAPO-34分子篩催化劑的最佳配方及催化反應的最佳操作條件。針對混合鋁源的關鍵創(chuàng)新點的研究結果表明：異丙醇鋁及正辛醇鋁的應用均可增加催化劑的壽命（這是因為，有機鋁源的應用，適當增大了催化劑的孔徑，降低了積碳的生成）；有機鋁源的應用，使有機胺模板劑的用量降至原用量的50％（這是因為，有機鋁源中的有機基團，發(fā)揮了輔助模板劑的作用），這不僅降低了催化劑的生產(chǎn)成本，又