HZSM-5分子篩改性及其在甲醇制汽油中催化性能研究.pdf

1、汽油是重要的能源消耗品，2014年我國(guó)汽油表觀消費(fèi)量超過(guò)1億噸，其中絕大部分以石油為原料通過(guò)石化法獲得。甲醇制汽油（MTG）是對(duì)石化法制汽油的重要補(bǔ)充，MTG工藝核心為，合成性能優(yōu)良的HZSM-5分子篩，并對(duì)其進(jìn)行改性，使其表現(xiàn)較高的催化活性和較長(zhǎng)的催化壽命，同時(shí)提高甲醇轉(zhuǎn)化率、汽油選擇性。
　　采用兩段控溫結(jié)晶法（無(wú)胺法）制備出粒徑約為3μm的微米型M-HZSM-5，成品晶型規(guī)整，輪廓清晰，結(jié)晶度高；采用多級(jí)晶種誘導(dǎo)法（無(wú)胺法）

2、制備出粒徑約為500nm的納米型N-HZSM-5，成品晶型規(guī)整，結(jié)晶度高，存在團(tuán)聚現(xiàn)象。納米型HZSM-5較微米型HZSM-5擁有更高的比表面積、介孔含量及更強(qiáng)的酸性，在MTG反應(yīng)中，表現(xiàn)出更好的催化性能，但存在催化壽命不高、汽油選擇性低、汽油中芳烴含量超標(biāo)等問(wèn)題，需對(duì)其進(jìn)行改性。
　　用Ag和Zn對(duì)N-HZSM-5負(fù)載改性，負(fù)載量為4％(wt%)，再用500℃水蒸氣二次改性，與N-HZSM-5比較，AgH2O/N-HZSM-5和

3、ZnH2O/N-HZSM-5催化壽命分別增加41.2%和52.9%，反應(yīng)6h，汽油選擇性分別增加19.1%和15.5％，負(fù)載Ag或Zn均促進(jìn)芳構(gòu)化進(jìn)程，汽油中芳烴含量分別為61.9%和55.4%，遠(yuǎn)超國(guó)V汽油標(biāo)準(zhǔn)，需調(diào)和后使用。
　　將適用于甲醇制烯烴的負(fù)載P型HZSM-5改性為優(yōu)良的MTG催化劑PH2O/N-HZSM-5，P負(fù)載量為0.8%(wt%)，水蒸氣二次改性溫度為500℃，充分發(fā)揮L酸與B酸協(xié)同作用，與N-HZSM-5比

4、較，改性后催化壽命增加64.7%，反應(yīng)6h，汽油選擇性增加16%，汽油中芳烴含量降至39%，符合國(guó)V汽油標(biāo)準(zhǔn)，是較理想的MTG催化劑。
　　失活再生分析，四段升溫氧化積碳較完全，失活分子篩基本恢復(fù)催化活性。經(jīng)高溫水蒸氣二次處理后，抗積碳失活能力明顯提升。負(fù)載Ag或Zn均提高HZSM-5水熱穩(wěn)定性，減少失活-再生過(guò)程中的不可逆失活，增加循環(huán)使用次數(shù)。PH2O/N-HZSM-5抗積碳失活能力最強(qiáng)，失活-再生過(guò)程對(duì)分子篩造成的不可逆失活