SAPO-34上甲醇烯烃化反应研究

作     者：申高岭 

作者单位：复旦大学 

学位级别：硕士

导师姓名：沈伟;徐华龙

授予年度：2012年

学科分类：08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081701[工学-化学工程] 

主      题：MTO SAPO-34 烯烃选择性 诱导期 条件选择 再生 元素修饰 

摘      要：甲醇制烯烃（Methanol-to-Olefins,简称MTO）是一种可以代替常规的石油路线生产低碳烯烃的新工艺,因而吸引了世界各国的广泛关注。而MTO工艺的核心是催化剂问题,SAPO-34分子筛因为其高甲醇转化率和优良的烯烃选择性成为目前MTO工艺催化剂的研究重点,但同时SAPO-34分子筛也存在着催化剂易积炭失活以及诱导期较长的问题。本文分析了MTO催化剂SAPO-34国内外的研究状况,致力于研究反应条件、催化剂再生条件、元素修饰等因素与烯烃选择性、反应寿命和诱导期的关系,对反应进行优化,缩短了反应诱导期,提高了烯烃选择性,提高了再生效率。 主要工作内容： 一、SAPO-34催化MTO反应条件的选择 在固定床上研究了温度、空速、甲醇的浓度等对催化寿命和烯烃选择性的影响。得到了比较合适的反应条件：温度420℃,压力0.1MPa,甲醇空速1.25h-1,MeOH:H20=1：5（w：w）。在此催化条件下,SAPO-34的催化寿命约9.5小时,诱导期不明显,烯烃总选择性最高约90%。 二、失活SAPO-34原位再生条件的选择 研究了在MTO过程中SAPO-34上积炭大体过程;在原位条件下研究了温度、空气空速、水蒸气空速对除积炭的影响。2g完全失活SAPO-34在460℃或480℃、含饱和水蒸气的空气80ml/min（水蒸气空速约0.1h-1）处理8小时和420℃、空气80ml/min、水空速5h1处理8小时两种条件下都取得了很好的除积炭效果,催化性能测试、NH3-TPD、XRD、TG等结果说明除积炭再生效果良好,再生后催化剂的催化寿命和烯烃选择性得到了较好的维持。 三、元素修饰 对催化剂SAPO-34采用浸渍法进行元素修饰,研究了P、Ga、Mn、Co、Ni和Zn元素修饰SAPO-34对MTO反应的影响。研究发现0.1%Co修饰、0.08%Mn和008%Co共同修饰取得不错的效果,不仅延长了催化寿命约4小时,而目将反应0.5小时烯烃选择性提高到82.6%、达到了缩短了诱导期的目的。