论文部分内容阅读
甲醇制烯烃(MTO)是最有希望替代传统石油裂解制取烯烃路线的新兴工艺,而MTOI艺的研究重点在于催化剂的开发。本文以甲醇制烯烃反应为对象,开展了SAPO-34分子筛催化剂的制备与性能评价,并基于筛选确定的最优催化剂,完成了甲醇制烯烃本征动力学实验研究,建立了与实验数据良好相容的本征动力学模型。采用水热法合成SAPO-34分子筛,晶化温度为200℃,晶化时间为48h,动态晶化。在一定的原料配方下,通过性能评价和XRD、SEM和TPD等表征相结合的方式,考察了双模板剂配比、硅铝比、磷铝比对SAPO-34分子筛性能的影响。结果表明,在实验考察的双模板剂配比范围内均能合成出SAPO-34分子筛,且当MOR:TEA=1.0:2.0时,合成的分子筛具有相对最好的MTO催化性能,总低碳烯烃(乙烯+丙烯)收率达到87.7%。在双模板剂下过低的硅铝比会影响SAPO-34分子筛的晶相结构,导致SAPO-5混晶的生成,相对适宜的硅铝比为0.4。磷铝比影响分子筛合成的初始凝胶PH值,过高或过低均不利于SAPO-34分子筛MTO性能的提高,相对适宜磷铝比为1.0。以原位合成法考察了La、Ce和Y三种稀土金属离子对SAPO-34的改性作用。结果表明：(1)金属改性不影响SAPO-34分子筛的晶相结构,三种金属改性的催化剂均为纯相SAPO-34;(2)与未改性SAPO-34相比,La、Ce和Y改性均使SAPO-34分子筛的MTO寿命和低碳烯烃收率略有降低。最终确定的相对适宜催化剂配方为：MOR:TEA=1:2,Si/Al2O3=0.4, P2O5/Al2O3=1.0基于该配方制备的SAPO-34分子筛催化剂和采用等温固定床反应器,在400～500℃,质量空速3～6h-1和水醇质量比2的条件下,对SAPO-34分子筛上的MTO本征动力学特性进行了实验研究,并建立了与实验数据良好相容的6组分MTO集总动力学模型。