论文部分内容阅读
随着以乙烯和丙烯为原料的化工产品需求量的日益增大,在很大程度上推动着非石油路线制取低碳烯烃工艺在我国的大力发展。而制约甲醇制烯烃技术(MTO)发展的关键仍然是催化剂的研究与开发。其中SAPO-34催化剂由于具有适宜的酸性和孔道结构,热稳定性和水热稳定性,以及优异的低碳烯烃选择性,被认为是MTO理想的催化剂。但是由于SAPO-34催化剂易积碳失活,导致寿命缩短。所以,如何提高SAPO-34催化剂的抗积碳能力,延长催化剂寿命,成为SAPO-34催化剂的研究重点。本论文采用浸渍法制备P及碱金属(Li,Na,K,Rb,Cs)改性的SAPO-34催化剂,以达到延长催化剂寿命及提高低碳烯烃选择性的目的。并采用FT-IR、XRD、NH3-TPD、BET、TG等表征手段对得到的改性催化剂进行了表征分析。在常压连续固定床反应器上首先考察了不同P负载量对SAPO-34催化性能的影响。分析得出,与未改性催化剂相比,经P改性的SAPO-34催化剂降低了低碳烯烃收率,缩短了催化剂寿命。其次,考察了不同类型碱金属改性SAPO-34催化剂的催化性能,结果发现,除Cs离子改性降低烯烃选择性、缩短寿命外,其他碱金属离子改性的SAPO-34催化剂使低碳烯烃选择性和寿命均有了明显提高,尤其是Li离子改性的催化剂,乙烯+丙烯的选择性达77%左右,催化剂的寿命达500min,相对延长了2.5倍,并且将其再生三次后乙烯+丙烯的选择性几乎保持不变。再次,考察了Li的负载量与低碳烯烃选择性和寿命的关系,结果发现,随Li负载量的增加,选择性和寿命呈现先增加后降低的趋势,得出Li的适宜负载量为2%。最后,对2Li-SAPO-34催化剂进行了工艺条件的优化筛选,得出适宜的工艺条件为:常压,反应温度为450℃,甲醇质量空速为1h-1,醇水比为1:1(质量比),水蒸气气氛。