乙烯和丙烯等低碳烯烃是现代工业发展不可或缺的基础化工原料,目前主要来源于传统的石油炼制工业。但近年来国际石油危机和国际局势的瞬息万变,使得寻找非石油路线生产低碳烯烃工艺成为必要。甲醇可以通过煤、天然气或者生物质制取,来源非常广泛,生产技术成熟,因此以甲醇生产低碳烯烃的技术的非石油路线的技术在我国更具有非比寻常的意义。甲醇制低碳烯烃技术(MTO)的核心环节就是催化剂的研究和开发。由于较大的孔道尺寸、较强的表面酸性等原因,HZSM-5分子筛在MTO反应中表现出较低的低碳烯烃收率。因此本文通过对HZSM-5催化剂进行硅铝比筛选、磷改性、水热处理改性、交叉改性(先磷改性,后水热改性)来提高低碳烯烃的收率,同时运用X射线粉末衍射、吡啶-红外、NH3-TPD、N2等温吸附-脱附现代表征技术,分析催化剂的微观性质。催化剂的评价在恒温固定床微分反应器中进行,催化剂的装填量为10 ml,评价条件为:反应温度480℃,反应压力0~0.1 Mpa,原料空速1 h-1,醇水比3:2。本论文通过改变催化剂上的磷的负载量(0.6~3.5 wt%),最终优选出最优的磷负载量为2.5 wt%,此时低碳烯烃收率得到了提高,考察了催化剂的表面酸量和酸强度对低碳烯烃收率的影响。水热处理改性也提高了低碳烯烃的收率,这是催化剂表面酸强度和孔结构协同作用的结果),交叉改性(先磷改性,后水热改性)进一步提高了低碳烯烃的收率,达到了68%的水平,基本达到德国鲁奇MTP技术水平,这是磷改性和水热改性协同作用的结果。通过实验,本论文制备出最优的改性催化剂,其乙烯+丙烯收率达到68%,高出目前相关文献研究水平近30%,其改性条件为磷负载量为2.5%,550℃下100%水蒸气处理4 h。