分子篩ZSM-5用于甲醇制丙烯反應(yīng)的研究.pdf

1、近年來丙烯供不應(yīng)求。傳統(tǒng)的制丙烯的方法是來自石油路線，而當(dāng)今石油資源日漸缺乏，因此利用煤炭或天然氣作原料經(jīng)甲醇制丙烯(MTP)技術(shù)作為一條非石油路線制備丙烯，有著廣闊的發(fā)展前景。目前對于 MTP技術(shù)的研究主要集中在研發(fā)高性能的催化劑方面，主要是針對 ZSM-5分子篩催化劑通過一些改性手段來改變 ZSM-5分子篩的酸性和孔結(jié)構(gòu)以達(dá)到優(yōu)化催化劑性能的目的。
　　本文首先考察了反應(yīng)裝置的物料平衡。然后在微型固定床反應(yīng)器上進(jìn)行了MTP反應(yīng)

2、的催化劑篩選。在催化劑評價(jià)的工藝條件下，考察了硅鋁比、高溫水蒸氣處理、磷改性、金屬離子改性對甲醇制丙烯反應(yīng)催化性能的影響，同時(shí)對催化劑進(jìn)行了表征。選出了性能優(yōu)良的催化劑。研究結(jié)果表明：硅鋁比增加，丙烯選擇性增加，較高硅鋁比的分子篩具有好的甲醇轉(zhuǎn)化率以及較高的丙烯選擇性；用不同溫度的高溫水處理ZSM-5分子篩，600℃水蒸氣改性的ZSM-5(120)分子篩甲醇轉(zhuǎn)化率99％以上，丙烯選擇性達(dá)33.5%，催化劑的穩(wěn)定性也有明顯的提高；用不同濃

3、度的P改性后發(fā)現(xiàn)，P質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%改性 ZSM-5分子篩得到了最佳的改性效果，能夠較好的改善催化劑的壽命，獲得較高的丙烯選擇性，對催化劑的甲醇制丙烯反應(yīng)性能提升最明顯，其丙烯收率從改性前的26.8%提高到40%以上，穩(wěn)定性（維持甲醇轉(zhuǎn)化率在99%以上）從45h提高到80h；用金屬離子Co、Ce、Zn、Ni改性 ZSM-5催化劑，得出Co改性效果相對較好，能夠使改性后的催化劑的丙烯選擇性提高到了38.1%，穩(wěn)定性也得到了顯著的改善。

4、>　　以改性效果最好的1%P/ZSM-5(120)分子篩為研究對象，考察了溫度、空速以及水醇比對催化反應(yīng)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，溫度升高有利于提高甲醇轉(zhuǎn)化率，丙烯選擇性隨溫度的升高有一個(gè)極大值，高溫時(shí)甲烷選擇性明顯增加，催化劑的結(jié)焦失活也進(jìn)一步加快，太低和太高的溫度對催化劑的穩(wěn)定性都有不利的影響；過低和過高的原料空速都會(huì)降低產(chǎn)物中的丙烯收率以及甲醇轉(zhuǎn)化率；原料中水的量的增加對丙烯選擇性影響不明顯，但是水有利于反應(yīng)熱的導(dǎo)出，延緩催化劑積炭速率，