近年来,随着全球石油资源的日趋紧张,甲醇转化作为符合我国能源结构特点,制备高附加值烃类的非石油基生产路线,越来越受到人们的重视。当今化工市场变化莫测,乙烯、丙烯是重要的基础有机原料,需求量一直在稳步增长的同时,价格波动也成为常态。因此,对于现有MTO工艺,寻找并掌握乙烯/丙烯比的调整方法具有重要的现实意义。经过长期的探索,研究人员发现,在MTO工艺基础上,通过改变反应条件,可以实现甲醇到丙烯的高选择性转化（MTP工艺）,于是,提高乙烯/丙烯比,即甲醇高选择性转化制乙烯成为当下MTO工艺关注的焦点。本文致力于甲醇高选择性转化制乙烯催化剂的研发,主要内容为以SAPO-34分子筛为研究对象,在固定床反应评价装置上,考察反应条件,催化剂组成,金属改性和催化剂成型等对其催化甲醇转化反应性能的影响,并利用XRD、SEM、N2吸-脱附、NH3-TPD、FTIR和TG-DTA等手段对催化剂进行表征,明确了SAPO-34分子筛上的甲醇转化反应路径,并指出了提高乙烯/丙烯比的作用方向及作用机制。对SAPO-34分子筛催化甲醇转化反应条件的考察表明,反应温度对乙烯/丙烯比影响最大,在最佳反应条件下,SAPO-34分子筛的甲醇转化率为99.93 wt%,乙烯选择性为39.50 C-%,乙烯/丙烯比为1.12。另外,进料中添加一定量的水,不仅可以提高乙烯的选择性,还可以延缓催化剂的失活。SAPO-34分子筛上的甲醇转化反应路径为链增长路径,即高碳烯烃是由乙烯链增长反应生成的。与氧化铝,氧化镁和镁铝尖晶石相比,高岭土和氧化硅的适当引入可以提高SAPO-34分子筛对乙烯的选择性,甲醇转化率维持在99.64 wt%左右,乙烯选择性增加至43.94 C-%左右,乙烯/丙烯比提高至1.35。为进一步提高SAPO-34分子筛对乙烯的选择性,对其进行金属改性。对比发现,Zn物种是提高SAPO-34分子筛对乙烯选择性的最佳改性物种。通过对不同负载量Zn改性SAPO-34分子筛的系统考察,明确了引入的Zn物种的存在形式和分布状态,指出位于SAPO-34分子筛孔口处和外表面的Zn O是提高其乙烯/丙烯比的关键;其中,Zn负载量为2.0 wt%时,Zn改性SAPO-34分子筛上的甲醇转化率为99.24 wt%,乙烯选择性显著提高至50.62 C-%,乙烯/丙烯比高达1.87。此外,对不同NH4+交换次数2.0Zn/SAPO-34分子筛的研究表明,NH4+交换次数决定了2.0Zn/SAPO-34分子筛的结构完整性和其上引入的Zn物种的分布,超过1次NH4+交换的2.0Zn/SAPO-34分子筛表现出相似的甲醇转化反应性能。采用模板辅助-浸渍法制备Zn改性SAPO-34分子筛,模板剂TEA在Zn改性过程中可以起到与NH4+相似的作用,且该方法无需模板剂的烧除和NH4-中间体的制备,操作简单,节能省时。此外,研究发现,SAPO-34分子筛与Zn O的物理混合物可以达到与上述Zn改性SAPO-34分子筛相同的甲醇转化反应效果。不同晶粒尺寸SAPO-34分子筛的甲醇转化反应结果表明,SAPO-34分子筛的晶粒大小在1-6μm之间时,其甲醇转化反应性能几乎没有差异,即SAPO-34分子筛的孔口处是决定乙烯/丙烯比的关键;另外,外比表面积在催化剂积碳失活过程中起关键作用,外比表面积占比不超过2%时,外比表面积占比与积碳速率呈线性关系;外比表面积占比超过2%时,外比表面积占比与积碳速率呈常数关系。对于负载型Zn改性SAPO-34分子筛催化剂来说,载体和粘结剂的引入使得Zn改性效果大打折扣,其甲醇转化制乙烯反应性能不佳。原位SAPO-34@Support分子筛催化剂的制备很好地避免了上述问题,并最大限度的发挥了SAPO-34分子筛的原有性质,以煅烧二氧化硅微球作载体,制备得到的SAPO-34@Silica分子筛催化剂经Zn改性后,实现了甲醇高选择性转化制乙烯的目的,其上的乙烯/丙烯比高达2.11。