甲醇制丙烯(methanol to propylene,MTP)技术是基于我国煤炭、甲醇资源的现状,结合聚丙烯等产品的现实供需状况做出的选择。本论文开展用于甲醇制丙烯反应ZSM-5分子筛的构效关系研究,为更高丙烯选择性和丙烯/乙烯(P/E)比以及长寿命MTP催化剂的设计和制备提供指导。首先,进行ZSM-5分子筛上MTP反应规律的研究。通过考察不同硅铝比(30、80和250)ZSM-5分子筛,在不同反应温度(350~500℃)、不同转化率(2~99%)下的MTP反应产物分布规律,发现甲醇转化率或反应温度较低时,甲醇制丙烯双循环机理中芳烃循环占据主导地位,丙烯主要来源于乙烯的链增长;而高温时,芳烃物种的生成受限,此时烯烃循环占据主导地位。ZSM-5分子筛孔道内存在显著的扩散效应,高硅铝比分子筛酸密度低,能够抑制芳烃的生成,MTP反应中烯烃循环占主导。其次,进行ZSM-5分子筛物性与MTP反应性能间的构效关系研究。研究表明,不同分子筛晶粒尺寸(150 nm~3μm),硅铝比越高,丙烯选择性和P/E比越高;而分子筛单程反应寿命随分子筛硅铝比的增加呈现出先增加后降低的趋势,硅铝比为400的分子筛具有最长单程反应寿命。通过研究酸量和酸分布相同的不同晶粒尺寸的ZSM-5分子筛的MTP反应性能发现,150 nm小晶粒分子筛表现出最高丙烯选择性和P/E比与最长单程反应寿命。同时,通过比较不同硅铝比分子筛晶粒尺寸对MTP产物分布的影响,发现分子筛硅铝比与晶粒尺寸共同影响MTP反应性能,分子晶粒尺寸增加导致丙烯选择性的下降可以通过硅铝比的提高得到改善。