甲醇制烯烴催化劑的制備及其催化反應(yīng)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(shù)水平的高低是一個(gè)地區(qū)乃至一個(gè)國(guó)家科技實(shí)力的重要體現(xiàn)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的良性運(yùn)行與蓬勃發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。我國(guó)是一個(gè)“富煤、貧油、少氣”的國(guó)家，面對(duì)石油資源的不斷枯竭，面對(duì)“過(guò)山車”式的石油價(jià)格對(duì)我國(guó)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(guó)化學(xué)工業(yè)過(guò)分依賴石油資源，我國(guó)一次性能源過(guò)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(gè)“過(guò)分

2、依賴”給出了解決途徑。
　　催化劑技術(shù)在提高甲醇制烯烴反應(yīng)的轉(zhuǎn)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(jì)八十年代誕生以來(lái)，其催化甲醇制低碳烯烴反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率及選擇性一直深得產(chǎn)業(yè)界及學(xué)術(shù)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(yīng)過(guò)程中催化劑結(jié)焦很快，很容易失活，第二，SAPO-34分子篩催化劑在制備時(shí)，常常要用大量的有機(jī)胺類模板

3、劑，一方面成本較高，另一方面在焙燒過(guò)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(guó)際化的背景下，對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)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(kāi)展了甲醇制烯烴催化劑的制備及催化反應(yīng)研究。研究了鋁源的組成對(duì)反應(yīng)選擇性，催化劑壽命的影響；探討了水熱晶化時(shí)間、晶化溫度、催化劑活化時(shí)間，活化溫度，甲

4、醇的空速、反應(yīng)溫度等對(duì)甲醇轉(zhuǎn)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(yīng)的最佳操作條件。針對(duì)混合鋁源的關(guān)鍵創(chuàng)新點(diǎn)的研究結(jié)果表明：異丙醇鋁及正辛醇鋁的應(yīng)用均可增加催化劑的壽命（這是因?yàn)?，有機(jī)鋁源的應(yīng)用，適當(dāng)增大了催化劑的孔徑，降低了積碳的生成）；有機(jī)鋁源的應(yīng)用，使有機(jī)胺模板劑的用量降至原用量的50％（這是因?yàn)椋袡C(jī)鋁源中的有機(jī)基團(tuán)，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