论文部分内容阅读
甲醇制芳烃(MTA)对于甲醇综合利用、保障芳烃尤其是苯、甲苯和二甲苯(BTX)原料的供给具有重要的经济意义。本文研究了以高岭土为原料合成ZSM-5分子筛催化甲醇制芳烃的反应性能，并比较了高岭土制备的多级孔ZSM-5与普通以及商业级ZSM-5的反应性能差异。对比研究了ZSM-5、ZSM-11以及两者共生结构分子筛的MTA反应性能。采用XRD、SEM、NH3-TPD、N2吸附-脱附和TG等方法对分子筛结构进行表征，在固定床反应器中考察其催化性能。 首先以高岭土为原料合成了ZSM-5分子筛，考察了模板剂用量和晶化时间对分子筛合成的影响，当模板剂/SiO2为0.08，晶化24h时，得到的分子筛催化剂表现出最佳的MTA反应效果。负载Zn之后芳烃选择性从27.0％提高到33.8％;负载Ga之后芳烃选择性和催化剂稳定性都有所提高。 其次以高岭土为原料合成了多级孔ZSM-5分子筛，考察了不同介孔模板剂、晶化方式和分步法对多级孔ZSM-5制备的影响。结果显示，以水热合成法加入十六烷基三甲氧基硅烷(HTS)的样品BTX和芳烃选择性最高，分别为236％和30.2％;分步法3h+HTS合成出的ZSM-5分子筛介孔量最为丰富。多级孔ZSM-5分子筛的MTA反应性能更好，其寿命分别是合成的微孔ZSM-5与工业级ZSM-5的2倍和6倍。多级孔ZSM-5分子筛有更大的容炭量和更低的积炭速率。 最后对比研究了ZSM-5、ZSM-11以及两者的共生结构分子筛。三者在形貌、分子筛强酸酸性以及比表面积和孔道结构方面都比较相似，MTA反应结果表明，ZSM-11的芳烃选择性最高，催化剂稳定性最好，但ZSM-11的BTX选择性低于ZSM-5分子筛催化剂。