納米多級孔HZSM-5分子篩的制備及其甲醇制汽油催化反應(yīng)性能的研究.pdf

1、隨著石油資源的日益減少和石油消耗量的迅猛增長，另辟蹊徑，尋找一種可替代石油資源的燃料成為社會各界關(guān)注的焦點。而我國的能源現(xiàn)狀是富煤、貧油、少氣，因此我們應(yīng)該把主要精力放在大力開發(fā)和充分利用煤炭資源上。隨著我國煤化工行業(yè)的快速發(fā)展，煤基合成甲醇技術(shù)已日趨成熟，甲醇轉(zhuǎn)化制汽油(MTG)工藝自然成為非石油路線生產(chǎn)合成汽油燃料的首選途徑。大力研發(fā)甲醇制汽油技術(shù)，既能緩解甲醇的產(chǎn)能過剩和擴大甲醇的傳統(tǒng)消費領(lǐng)域，又可在一定程度上緩解我國石油資源供給

2、的壓力，為我國的社會經(jīng)濟快速發(fā)展提供強有力的能源保障，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。
　　本文在課題組前人研究的基礎(chǔ)上采用單模板劑法制備了納米多級孔ZSM-5分子篩催化劑，首先考察了前驅(qū)液的不同合成工藝，如加料順序的改變、鋁源水解溫度的變化以及對合成液超聲處理等，對所制備的ZSM-5分子篩物化性質(zhì)及甲醇制汽油催化性能的影響，以期獲得液態(tài)烴選擇性高和使用壽命長的催化劑;然后考察了催化劑的添加劑，如γ-Al2O3和擬薄水鋁石等粘結(jié)劑、膠溶劑H

3、NO3，對MTG反應(yīng)的影響，希望對催化劑的工業(yè)化應(yīng)用起到一定的指導(dǎo)作用。結(jié)合對催化劑的XRD、N2吸附-脫附、NH3-TPD和熱重分析等表征結(jié)果的分析，主要得到以下幾點結(jié)論:
　　1、采用單模板劑法，通過改變加料順序調(diào)變ZSM-5分子篩的性能，當(dāng)加料順序為:首先向TPAOH水溶液中加水，然后加入AIP，最后加入TEOS時，制備的HZSM-5(文中命名為HZ-3)分子篩催化劑不僅具有適宜的孔徑和比表面積、更大的孔容、更多的酸活性位，

4、而且呈現(xiàn)出最高的活性、最好的穩(wěn)定性和最強的抗積炭失活能力。其催化穩(wěn)定期長達(dá)48h，在催化穩(wěn)定期內(nèi)，液態(tài)烴選擇性的平均值和最大值分別為55.34％和57.90％。
　　2、在加入添加劑的HZ系列催化劑中，包括HZ-γ、HZ-γ-H、HZ-N和HZ-N-H，HZ-γ和HZ-N-H的催化穩(wěn)定期最長，分別為24 h和25 h，而在催化穩(wěn)定期內(nèi)，HZ-γ液態(tài)烴選擇性的平均值最大，為56.11％，其對應(yīng)的液態(tài)烴選擇性最大值為57.73％。

5、r>　　3、在所有加入添加劑的催化劑中，催化劑HZ-3-γ的催化穩(wěn)定期最長，達(dá)到26 h。在催化穩(wěn)定期內(nèi)，HZ-3-γ的液態(tài)烴選擇性的平均值和最大值均最高，分別為58.98％和61.77％。
　　4、加入γ-Al2O3的催化劑的傳熱性能更為穩(wěn)定，控溫效果更好。
　　在本論文的研究中，雖然ZSM-5分子篩催化劑的催化穩(wěn)定期和液態(tài)烴選擇性與課題組前人的研究成果相比有所提高，但與國內(nèi)外最好的研究成果相比仍有一定的差距，需要更進(jìn)一步