甲醇制丙烯改性ZSM-5催化剂的研究

• 作 者: 齐静
• 机 构: 宁夏大学
• 出 处: 宁夏大学
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 甲醇 丙烯 催化剂 分子筛 催化反应

为了ZSM-5分子筛的表面酸性以及相应的孔性质，本文采用单组份、双组分金属氧化物修饰和液相硅沉积对ZSM-5进行了改性制备。通过甲醇制烯烃(MTP)催化反应活性测试、结构分析等对改性ZSM-5催化剂进行了表征。达到了控制MTP产物分布以及提高产物丙烯选择性的目的。　　
通过浸渍、焙烧等程序制备了双金属氧化物改性HZSM-5分子筛催化剂。当两种金属氧化物均为稀土金属氧化物，即为CeO2和La2O3时，少量的添加可使MTP反应产物中丙烯选择性有少量提高，但当负载量大于0.2％时，丙烯选择性则明显下降：CeO2和La2O3改性HZSM-5分子筛催化剂可明显降低C2、C3和C4等烷烃产物的选择性，表明稀土金属氧化物可作为催化剂的辅助修饰组分，少量添加。　　
MgO单组分改性HZSM-5分子筛催化剂对MTP反应产物分布影响明显。当MgO负载量为12％时，丙烯以及C2=～C4=选择性都达最高，分别为44％和76％。通过稀土金属氧化物对催化剂进一步微调修饰，丙烯和C2=～C4=选择性均有增加，分别达到48％和81％。此外，反应条件的调查结果表明适宜的反应温度为450℃、物料接触时间W/F为10 g·h·mol-1。在适宜反应条件下，随着反应时间的延长，La2O3/MgO/HZSM-5催化剂显示了良好的稳定性。　　
BaO单组分改性HZSM-5分子筛催化剂对MTP反应产物分布表现出不同的影响，在提高丙烯选择性的同时，明显降低了产物的乙烯选择性。　　
通过硅沉积改性，起到凋变HZSM-5分子筛酸性和缩小其孔口的作用，最佳的沉积量为Q=0.15(PDMS/HZSM-5)，SiO2沉积量进一步增加或减少都不利于MTP反应的进行。改性HZSM-5分子筛的结构分析表明：由于氧化物的修饰，ZSM-5的酸性发生了明显变化。MgO、BaO和SiO2修饰改性后，随着修饰量的增加，分子筛的强酸和弱酸量都明显减少：当继续添加稀土金属氧化物时，由于其对分子筛羟基的极化作用大，可产生较多、较强的酸中心，使得催化剂的酸量增多。