母液诱导法合成SAPO-34分子筛及其MTO性能研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:lovegoodone
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乙烯、丙烯等低碳烯烃作为重要的化工原料在生产过程中应用广泛。随着石油资源日益短缺,探索以非石油路线生产低碳烯烃,即甲醇制烯烃(MTO)技术,成为顺应时代发展的重要课题。SAPO-34分子筛因其独特“小孔大笼”的三维孔道结构以及温和的酸性,在MTO反应中有着良好的催化性能,成为MTO首选催化剂。但SAPO-34分子筛目前存在的最大问题之一就是合成成本高,其成本主要来源于模板剂价格昂贵。因此,本论文基于晶种法的思路,利用合成过程中收集得到的新鲜母液充当“液态晶种”,在低模板剂用量下,致力于得到纯相SAPO-34分子筛,并将其用于MTO催化性能评价。本文首先对母液成分进行分析,探究母液诱导法最优的合成条件,接下来利用不同模板剂系统考察母液诱导法以及传统水热法合成样品物化性能的差异,并将其用于MTO催化性能评价,最后研究母液循环四轮得到产物的稳定性。研究结果表明:(1)母液中含有未被滤出的小晶体或晶体片段,可以充当“液态晶种”的作用,在降低1/4-1/3模板剂用量下,成功合成出纯相SAPO-34分子筛,最佳合成条件为模板剂用量TEA/Al2O3=2.0、母液添加量为7.14%、晶化温度180℃、晶化时间32h、晶化液p H值7.44。(2)与传统水热法相比,母液诱导法制备的样品颗粒尺寸由传统的几十微米降低到几微米,分布更加均匀,硅同晶取代进入分子筛骨架的机制以SM2为主,得到更多温和的酸性位,催化寿命延长135-285min,乙烯和丙烯的最高联合选择性提高了2%左右,说明利用母液诱导法合成的SAPO-34分子筛MTO性能更优。(3)探究母液循环过程发现,在TEA母液体系下,继续以TEA为模板剂经母液循环四轮之后的产物仍能够保持纯相SAPO-34分子筛的晶型,相比于传统水热法得到的样品T-0,母液循环的四轮产物具有更优的MTO催化性能,循环较为稳定。
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