改性HZSM-5分子篩催化乙醇芳構(gòu)化.pdf

1、輕質(zhì)芳烴苯(Benzene)，甲苯(Toluene)，二甲苯(Xylene)是重要的芳烴化合物，簡稱為BTX，其生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)量僅次于乙烯和丙烯。BTX是基本有機化工原料，用途非常廣泛，可用來生產(chǎn)合成橡膠，合成纖維和合成樹脂等多種化工產(chǎn)品，也可用來生產(chǎn)多種精細化學產(chǎn)品，還可作為高辛烷值汽油的調(diào)和成分，約占汽油組成的21％。最初，芳烴的的生產(chǎn)以煤焦化得到的焦油為原料，隨后，石油化學工業(yè)及煉油工業(yè)開始發(fā)展，芳烴的生產(chǎn)開始轉(zhuǎn)化為依靠催化重整油和

2、裂解汽油為主要生產(chǎn)原料。但是，煤和石油都是不可再生資源，煤和石油儲量已經(jīng)開始走向枯竭，其價格在不斷上揚，同時煤和石油在使用過程中會產(chǎn)生大量的SOx和NOx等氣體會嚴重污染環(huán)境。在這樣的情況下，尋求新的芳烴生產(chǎn)路線不僅能緩解人們對煤和石油的過分依賴，保護地球上的這些珍貴資源，同時新的生產(chǎn)路線可加大輕質(zhì)芳烴的產(chǎn)量，使其價格降低，滿足人們的需求。
　　 乙醇是一種清潔的、可再生的生物質(zhì)能源。采用合適的催化劑，以乙醇為原料，經(jīng)過脫水，齊

3、聚，氫轉(zhuǎn)移、環(huán)化和異構(gòu)化等復雜的反應過程使乙醇轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)芳烴，不僅可以減少對煤和石油等資源的使用，而且可以保護環(huán)境，符合可持續(xù)發(fā)展的要求，將會產(chǎn)生深遠的影響。
　　 本文以P-HZSM-5分子篩為基礎(chǔ)，通過浸漬法制備了Cr，Co，Cu，Zn等金屬改性的M-P/HZSM-5分子篩。采用X射線衍射，氮氣物理吸附和氨氣程序升溫等對其進行了表征，并考察了其催化乙醇芳構(gòu)化活性。結(jié)果表明，改性后HZSM-5分子篩保持原有的骨架結(jié)構(gòu)，但比表面

4、積降低，酸性分布發(fā)生變化；Cu-P/HZSM-5分子篩有較高催化活性。P和Cu的負載量分別為3％和5％，先浸漬P再浸漬Cu，反應溫度400℃，質(zhì)量空速1.0h-1的條件下輕質(zhì)芳烴收率可達到57.6％。
　　 通過上述研究，發(fā)現(xiàn)催化劑的酸性是影響乙醇芳構(gòu)化的重要因素，在此基礎(chǔ)上，將Cu、Ce負載到HZSM-5分子篩中，同樣采用X射線衍射，氮氣物理吸附和氨氣程序升溫脫附等對其進行了表征，并考察了其催化乙醇芳構(gòu)化性能。結(jié)果表明：Ce和