论文部分内容阅读
高硅铝比ZSM-5分子筛具有亲油疏水的特性,同时具有优良的活性,耐酸性和水热稳定性,经改性后在芳构化,异构化,烷基化及生产烯烃等方面具有独特的性能而被广泛的应用,近几年在丙烷脱氢制丙烯方面更是得到了很好的利用。鉴于其作为载体的这些优点本课题组一直从事以其为载体,开发研究丙烷脱氢制丙烯催化剂及相关移动床载体工艺的开发,由于移动床所采用的载体为φ(1.6-2.0mm)的小球,载体在分子筛含量,强度,堆密度等方面都有严格的要求,但是含ZSM-5的载体成型上存在一定问题,现行成型工艺主要有油氨柱法和滚球成型法都存在一定的缺点,不能满足工业上的需要。在这样的背景下本论文开发了原位晶化法合成移动床ZSM-5小球催化剂的研究。
根据移动床丙烷脱氢制丙烯催化剂的要求,本论文主要根据硅胶小球大小,比表面积,堆密度,强度等参数筛选了合适的硅胶小球作为硅源。以此为原料开展了在硅胶小球上原位晶化法合成ZSM-5分子筛的工作,研究了凝胶配比(SiO2/Al2O3,H2O/SiO2,TPAOH/SiO2等),晶化工艺条件(晶化温度、晶化时间、分段晶化等),晶化状态(动态,静态等)等因素对原位晶化法合成的ZSM-5小球结晶度,堆密度,小球完整度等性质的影响,优化了合成条件,最后合成出的产品相对结晶度大于75%,单颗粒强度大于35N/颗,单釜小球完整度大于90%的硅胶小球原位晶化ZSM-5产品。
其次,在上述工作的基础上,采用在原位晶化合成过程中添加丙烷脱氢制丙烯的改性金属Pt,Sn,Na金属盐和向原位晶化合成好的硅胶小球ZSM-5上浸渍负载丙烷脱氢制丙烯改性金属两种方法制备丙烷脱氢制丙烯催化剂,对比研究了不同方式引入的改性金属对催化剂的活性,选择性及寿命的影响。催化剂的丙烷脱氢制丙烯反应性能评价实验结果表明,通过原位晶化法引入改性金属制备的催化剂在单程寿命(反应10h,后浸渍催化剂转化率为26%左右,原位晶化合成为32%)及再生性能(后浸渍催化剂再生6次初活性为30.096,原位晶化合成产品再生8次初活性为37.7%)上比后浸渍催化剂有很大提高,发现原位合成的催化剂在防止Pt团聚上有很大的优势。