溴甲烷制低碳烯烴的催化研究.pdf

1、低碳烯烴是重要的石油化工基礎(chǔ)原料，用于生產(chǎn)各種重要的化學(xué)品。其傳統(tǒng)生產(chǎn)主要來自于原油裂解。隨著低碳烯烴需求量的增大和石油資源的匱乏，天然氣制取高附加值的低碳烯烴用以緩解石油短缺帶來的烯烴原料缺乏引起世界各國的廣泛關(guān)注。本論文以本課題組提出的甲烷經(jīng)溴甲烷利用路線來制備低碳烯烴，該過程反應(yīng)條件溫和、步驟簡單，對天然氣的利用和烯烴的生產(chǎn)都具有重要意義。本論文旨在研究溴甲烷制低碳烯烴的高效分子篩催化劑，并結(jié)合XRD、SEM、TEM、NH3-TP

2、D、XRF、N2物理吸附脫附等多種表征手段來揭示不同孔結(jié)構(gòu)和酸性質(zhì)的分子篩催化劑的結(jié)構(gòu)與催化性能之間的構(gòu)效關(guān)系，主要研究結(jié)果如下：
　　以三乙胺為模板劑，水熱法合成SAPO-34分子篩，并通過同晶取代法制備了一系列不同鋅含量的ZnAPSO-34s分子篩。Zn進(jìn)入到分子篩骨架使得分子篩的顆粒尺寸及表面酸性呈現(xiàn)規(guī)律性變化，進(jìn)而影響催化劑的催化性能。與SAPO-34分子篩相比，ZnAPSO-34s表現(xiàn)出更好的催化性能，特別在Zn/Si摩

3、爾比為0.02時，低碳烯烴（乙烯+丙烯）收率達(dá)73.3％，溴甲烷初始轉(zhuǎn)化率達(dá)92%，且催化劑穩(wěn)定性有明顯提高。酸性和顆粒尺寸是影響催化性能的主要因素，強(qiáng)酸利于催化活性的提高，弱酸利于低碳烯烴的生成。隨著鋅含量的增加，分子篩顆粒變小，催化劑催化性能提高，主要原因是小晶粒的分子篩具有孔道短、孔徑小、比表面大的特性，減小了擴(kuò)散阻力，增加了反應(yīng)物與生成物進(jìn)出孔道的機(jī)會，在一定程度上促進(jìn)反應(yīng)的發(fā)生并抑制了副反應(yīng)，從而提高催化劑的活性和低碳烯烴選擇

4、性。
　　以四丙基氫氧化銨為模板劑，水熱法合成了HZSM-5分子篩，并以HZSM-5為核，通過溫和的堿催化溶膠-凝膠過程在其表面控制生長不同厚度和致密度全硅分子篩silicalite-1殼層，從而制備包覆型HZSM-5@silicalite-1核殼結(jié)構(gòu)分子篩，并考察了核殼分子篩的殼層覆蓋度和孔道內(nèi)外表面的酸性等對溴甲烷制低碳烯烴反應(yīng)催化性能的影響。HZSM-5@silicalite-1核殼分子篩表現(xiàn)出更佳的低碳烯烴選擇性和催化穩(wěn)定