甲醇在納米HZSM-5和HMCM-22沸石上芳構(gòu)化和烷基化.pdf

1、甲醇芳構(gòu)化和甲醇與苯烷基化是生產(chǎn)高辛烷值汽油和輕芳烴的重要反應。本文采用小型固定床反應器和多種催化劑表征手段，并結(jié)合熱力學分析和理論計算，研究了納米HZSM-5和HMCM-22沸石對甲醇芳構(gòu)化和甲醇與苯烷基化反應的催化性能，得到了以下主要結(jié)果:
　　(1)在甲醇芳構(gòu)化反應中，納米HZSM-5沸石(Si/Al=14.5)的抗積炭失活能力優(yōu)于硅鋁比相近的HMCM-22。用NaOH溶液改性納米HZSM-5沸石得到的多級孔納米沸石的抗積炭

2、失活能力進一步提高。它在低溫(380℃)芳構(gòu)化條件下的單程反應周期可達620 h，比母體延長了77％。上述多級孔納米沸石在低溫芳構(gòu)化條件下可將甲醇轉(zhuǎn)化為芳烴含量較低（反應初期低于60％）的C5+液體產(chǎn)物，收率可達71％（烴基wt％），辛烷值計算值可達94以上，該產(chǎn)物可用于生產(chǎn)高辛烷值汽油;在高溫芳構(gòu)化條件下（如450℃）可將甲醇轉(zhuǎn)化為芳烴含量較高（反應初期接近70％）的C5+液體產(chǎn)物，收率可達57％左右，該產(chǎn)物可用于生產(chǎn)芳烴。
　

3、　(2)氮氣物理吸附、紅外光譜、29Si和27Al固體核磁表征以及理論計算等結(jié)果表明，NaOH溶液改性低硅鋁比(Si/Al=14.5)納米ZSM-5沸石時產(chǎn)生的較強L酸主要歸屬于“裸露”的骨架鋁“≡Alδ+”;低硅鋁比沸石的脫硅反應主要發(fā)生在骨架的富硅部位，與Al相連的骨架Si難以脫除。骨架鋁對脫硅的限域作用使低硅鋁比沸石中的介孔分布較窄。
　　(3)在甲醇與苯的烷基化反應中，HMCM-22沸石催化劑的抗積炭失活能力優(yōu)于納米HZS

4、M-5沸石。不僅如此，HMCM-22沸石還具有苯轉(zhuǎn)化率和甲基化選擇性高等優(yōu)點。反應溫度、壓力和苯醇摩爾比是影響催化劑抗積炭失活能力的主要因素。在適宜的反應條件下，優(yōu)化制備的HMCM-22沸石的單程運行周期可達1200 h以上，苯平均轉(zhuǎn)化率可達30％以上，芳烴甲基化選擇性大于94％，C8芳烴中乙苯含量和C9芳烴中丙苯和甲乙苯含量低，烷基化產(chǎn)物適合作對二甲苯的生產(chǎn)原料，積炭催化劑可通過燒炭再生。
　　(4)根據(jù)理論計算和實驗結(jié)果推斷，