SAP0-34分子筛制备技术改进及其对氯甲烷催化转化制低碳烯烃影响研究

【摘要】：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。 【关键词】：SAPO-34分子筛 氯甲烷 低碳烯烃 多级孔道 金属改性
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ426;TQ221.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 前言11-12
• 第一章 文献综述12-26
• 1.1 天然气化工发展简介12-15
• 1.2 甲烷经CH_3-X制取烃类产品研究进展15-18
• 1.2.1 CH_4经CH_3-X制取烃类反应的研究历程15-16
• 1.2.2 催化CH_3Cl制备低碳烯烃催化剂16-18
• 1.3 SAPO-34分子筛简介18-23
• 1.3.1 基本性质19
• 1.3.2 SAPO-34分子筛的合成机理及酸性位19-20
• 1.3.3 小晶粒SAPO-34分子筛的合成20-22
• 1.3.4 多级孔道SAPO-34分子筛合成22-23
• 1.4 分子筛催化CH3_Cl反应机理简介23-25
• 1.5 论文技术路线及研究内容25-26
• 1.5.1 技术路线25
• 1.5.2 研究内容25-26
• 第二章 实验部分26-31
• 2.1 主要原料及试剂26-27
• 2.2 主要实验仪器27
• 2.3 催化剂制备27-28
• 2.4 催化剂表征28-29
• 2.4.1 XRD28
• 2.4.2 SEM28
• 2.4.3 BET28
• 2.4.4 NH_3-TPD28-29
• 2.4.5 FTIR29
• 2.4.6 TG29
• 2.4.7 MAS NMR29
• 2.4.8 GC-MS29
• 2.5 催化剂性能评价29-30
• 2.6 产物分析30
• 2.7 评价指标30-31
• 第三章 制备因素对SAPO-34分子筛催化氯甲烷制低碳烯烃影响考察31-49
• 3.1 模板剂对制备SAPO-34分子筛催化氯甲烷反应的影响31-38
• 3.1.1 SAPO-34分子筛的制备31
• 3.1.2 催化剂表征31-36
• 3.1.3 催化性能考察36-38
• 3.2 不同硅含量SAPO-34分子筛催化氯甲烷反应38-43
• 3.2.1 不同Si含量SAPO-34分子筛的制备38-39
• 3.2.2 催化剂表征39-41
• 3.2.3 催化性能考察41-43
• 3.3 质量空速和反应温度对SAPO-34分子筛催化氯甲烷反应的影响43-46
• 3.3.1 质量空速对SAPO-34分子筛催化CH_3Cl反应的影响43-44
• 3.3.2 反应温度对SAPO-34分子筛催化CH_3Cl反应的影响44-46
• 3.4 不同反应时间催化剂分析表征46-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第四章 小晶粒和多级孔道SAPO-34分子筛催化氯甲烷反应性能考察49-64
• 4.1 模板剂复合制备小晶粒SAPO-34分子筛催化氯甲烷反应49-53
• 4.1.1 模板剂复合制备SAPO-34分子筛49
• 4.1.2 催化剂表征49-52
• 4.1.3 模板剂复合制备小晶粒SAPO-34分子筛催化CH_3Cl反应性能52-53
• 4.2 晶种辅助合成小粒径SAPO-34分子筛催化氯甲烷反应性能研究53-57
• 4.2.1 晶种辅助合成小晶粒SAPO-34样品53
• 4.2.2 催化剂表征53-56
• 4.2.3 晶种辅助合成小晶粒SAPO-34分子筛催化CH_3Cl反应性能56-57
• 4.3 多级孔道SAPO-34分子筛的合成及其催化氯甲烷反应性能研究57-63
• 4.3.1 HTAB为介孔模板剂合成多级孔道SAPO-34分子筛57
• 4.3.2 催化剂表征57-61
• 4.3.3 多级孔道SAPO-34分子筛催化CH_3Cl反应性能61-63
• 4.4 本章小结63-64
• 第五章 金属氯化物改性SAPO-34分子筛催化氯甲烷制低碳烯烃64-78
• 5.1 不同金属氯化物改性SAPO-34分子筛催化氯甲烷反应制低碳烯烃64-68
• 5.1.1 金属氯化物改性SAPO-34样品的制备64
• 5.1.2 催化剂表征64-65
• 5.1.3 金属氯化物改性SAPO-34样品的催化性能65-68
• 5.2 改性条件对FeCl_3改性SAPO-34样品的催化性能影响68-69
• 5.3 浓度对FeCl_3改性SAPO-34分子筛催化氯甲烷反应性能的影响69-75
• 5.3.1 不同浓度FeCl_3溶液改性SAPO-34分子筛的制备及表征69-73
• 5.3.2 不同浓度FeCl_3改性SAPO-34样品的催化性能73-75
• 5.4 FeCl_3改性不同硅铝比SAPO-34的催化CH_3Cl反应性能75-77
• 5.5 本章小结77-78
• 第六章 结论78-80
• 参考文献80-87
• 致谢87-88
• 攻读硕士论文期间发表论文情况88

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