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甲烷经氯甲烷制低碳烯烃工艺步骤简单,低碳烯烃选择性高。本论文在课题组原有工作基础上,从考察SAPO-34分子筛制备因素,改善催化剂扩散性能,优化分子筛酸性质等三方面改进催化氯甲烷反应的SAPO-34分子筛性能,为催化氯甲烷制低碳烯烃工艺的研究与开发提供基础研究数据。 首先,考察模板剂和硅含量对SAPO-34分子筛理化性质影响,并考察其催化氯甲烷反应性能。结果表明:在催化氯甲烷反应中,TEA和TEAOH为模板剂合成样品丙烯选择性较高,失活速度较低;DEA和MOR为模板剂合成样品氯甲烷转化率高,失活快。随原料中SiO2/Al2O3增大,SAPO-34分子筛酸强度增强,催化氯甲烷反应时初始转化率升高,二次反应加剧,乙烯与丙烯选择性减小。T=450℃,WHSV=1.89h-1,SAPO-34催化氯甲烷反应初始转化率可达85%,寿命约为3h。 其次,通过模板剂复合和晶种辅助制备小粒径SAPO-34分子筛催化氯甲烷反应。结果表明:粒径减小使SAPO-34分子筛在催化反应失活速度降低,总低碳烯烃选择性增大。制备多级孔道SAPO-34分子筛并催化氯甲烷反应,分子筛失活速度慢,低碳烯烃选择性基本不变,使用后催化剂积碳含量降低25%。 最后,SAPO-34分子筛经金属氯化物改性催化氯甲烷反应。采用FeCl3溶液浸渍改性SAPO-34样品,T=425℃,WHSV=1.89h-1,寿命可达6h,在原来仅3h寿命的基础上有明显提高,同时乙烯和丙烯的选择性均稳定在40%左右。随浸渍时间增加,FeCl3改性SAPO-34催化剂的反应稳定性逐渐下降。