尿素溶液處理制備多級(jí)孔道ZSM-5分子篩及苯和甲醇烷基化催化性能.pdf

1、使用廉價(jià)易得的苯和甲醇生成附加值更高的二甲苯具有重要的實(shí)際和理論意義。ZSM-5分子篩因?yàn)榫哂歇?dú)特的孔道結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于多種烷基化反應(yīng)中。普通ZSM-5分子篩催化苯及甲醇烷基化反應(yīng)時(shí)，存在兩個(gè)主要問(wèn)題：副產(chǎn)物乙苯的生成和催化劑的穩(wěn)定性較差。為此，需要對(duì)普通ZSM-5分子篩的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行調(diào)變：通過(guò)減少?gòu)?qiáng)B酸中心的數(shù)量抑制甲醇生成烯烴的副反應(yīng)，從而減少乙苯的生成；通過(guò)形成多級(jí)孔道結(jié)構(gòu)延長(zhǎng)催化劑的運(yùn)行穩(wěn)定性。
　　本論文采用尿素溶液處理法

2、對(duì)ZSM-5分子篩進(jìn)行骨架脫硅，形成多級(jí)孔道結(jié)構(gòu)。以SiO2/Al2O3=175的商業(yè)ZSM-5分子篩為原粉P，進(jìn)行尿素溶液處理，獲得樣品UT，發(fā)現(xiàn)大量孔徑集中分布于3-4nm及7-8nm的介孔，介孔孔容增加60%；同時(shí)強(qiáng)B酸中心的量略減少。采用ZnO改性進(jìn)一步降低強(qiáng)B酸中心的量。將P，UT，5ZnO/P及5ZnO/UT四個(gè)樣品用于催化苯和甲醇烷基化反應(yīng)（苯:甲醇=1:1，溫度400℃，常壓，體積空速2h-1），10h內(nèi)的反應(yīng)結(jié)果顯示，

3、與原粉P相比，UT對(duì)苯的轉(zhuǎn)化率略降低（44.6%vs42.0%），副產(chǎn)物乙苯選擇性略下降（9.2%vs7.2%），二甲苯選擇性略升高（26.9%vs29.0%）。ZnO改性可明顯降低乙苯選擇性（5ZnO/P：2.3%；5ZnO/UT：0.46%）。5ZnO/UT在連續(xù)運(yùn)行61h后積碳量?jī)H為0.9wt%，表明尿素溶液處理結(jié)合ZnO改性，可明顯提高催化劑的運(yùn)行穩(wěn)定性，連續(xù)運(yùn)行170h后，催化活性才出現(xiàn)明顯下降的趨勢(shì)。
　　另外，本論文

4、還考察了尿素溶液處理?xiàng)l件對(duì)ZSM-5分子篩的孔道結(jié)構(gòu)和酸性質(zhì)的影響，以及該方法對(duì)不同SiO2/Al2O3比ZSM-5分子篩的適用性。結(jié)果表明，對(duì)SiO2/Al2O3=175的ZSM-5分子篩，在尿素溶液濃度為5wt%，用量為100mL/g，回流溫度，反應(yīng)5h的條件下，得到的多級(jí)孔道分子篩的介孔孔容最大，并且B/L值較小。采用該條件，處理SiO2/Al2O3=120，240，400及520的ZSM-5分子篩。結(jié)果表明：SiO2/Al2O3