丙烷+C4混合烃选择转化催化剂的制备及性能研究

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丙烷+C4混合烃是Lurgi煤基烯烃(MTP)工艺过程的副产。如何利用备受企业关注。本文结合丙烷+C4混合烃制低碳烯烃反应机理分析,针对混合烃组分活化转化所需的催化位点,设计、制备了多功能复合催化剂,评价了其活性效果。结合物相、孔性质、酸性质表征,关联了催化剂结构-性能关系,为混合烃工艺副产的转化利用提供了思路。采用双胺-水热合成法与溶胶-凝胶法,分别制备了质量配比为1:3、1:1、3:1的SAPO-11包裹γ-Al2O3与γ-Al2O3包裹SAPO-11的复合催化剂。在设定的反应空速(15g-h/mol)、600℃、0.1MPa条件下:γ-Al2O3/SAPO-11系列样品对混合烃转化反应的催化活性优于SAPO-11/γ-Al2O3系列样品。3γ-Al2O3/SAPO-11的催化活性最好,原料中C30、i-C40、n-C4=、n-C40的转化率分别为14.71%、10.32%、24.58%、16.85%:产物中C2=+C3=选择性为12.77%,丙烯/乙烯口/E)比为5.53,cis-2-C4=+trans-2-C4=选择性为75.90%:C1+C20、C5+选择性分别为5.37%、5.96%。催化剂促进了混合烃原料的同步转化。产物呈现高的2-丁烯选择性、低的G+5选择性,与SAPO-11弱酸性、受控的裂解反应程度有关。采用WO3、V2O5分别修饰了复合催化剂。用于混合烃转化反应,10%V205/3γ-Al2O3/SAPO-11样品的催化活性突出。混合烃原料中C30、i-C40、n-C4=、n-C40的转化率分别为1.93%、12.81%、22.99%、18.37%;产物中C2=+C3=选择性为12.41%,P/E比为5.51,cis-2-C4=+trans-2-C4=选择性为78.42%;C1+C20、C5+选择性分别为4.39%、3.84%。C4烷烃的转化率明显升高,C5+选择性下降。丙烷转化率明显下降。金属氧化物的修饰有待进一步优化。混合烃原料中加入C02(氧化脱氢反应条件),钒修饰的SAPO-11/γ-Al2O3的活性优于钒修饰的γ-Al2O3/SAPO-11。10%V2O5/SAPO-11/3y-Al2O3催化剂样品上,混合烃原料中C30、i-C40、n-C4=、n-C40的转化率分别为6.45%、10.35%、28.29%、23.66%,C02转化率为25.11%;产物中C2=+C3=选择性为10.19%,且乙烯选择性上升明显,P/E比为1.97,cis-2-C4=+trans-2-C4=的选择性上升为79.91%;C1+C20、C5+的选择性分别上升为7.73%、下降为2.16%。推测与产物C3=的深度氧化有关。
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