SAP0-34分子篩制備技術(shù)改進(jìn)及其對氯甲烷催化轉(zhuǎn)化制低碳烯烴影響研究

【摘要】：甲烷經(jīng)氯甲烷制低碳烯烴工藝步驟簡單,低碳烯烴選擇性高。本論文在課題組原有工作基礎(chǔ)上,從考察SAPO-34分子篩制備因素,改善催化劑擴(kuò)散性能,優(yōu)化分子篩酸性質(zhì)等三方面改進(jìn)催化氯甲烷反應(yīng)的SAPO-34分子篩性能,為催化氯甲烷制低碳烯烴工藝的研究與開發(fā)提供基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)。首先,考察模板劑和硅含量對SAPO-34分子篩理化性質(zhì)影響,并考察其催化氯甲烷反應(yīng)性能。結(jié)果表明：在催化氯甲烷反應(yīng)中,TEA和TEAOH為模板劑合成樣品丙烯選擇性較高,失活速度較低；DEA和MOR為模板劑合成樣品氯甲烷轉(zhuǎn)化率高,失活快。隨原料中SiO2/Al2O3增大,SAPO-34分子篩酸強(qiáng)度增強(qiáng),催化氯甲烷反應(yīng)時(shí)初始轉(zhuǎn)化率升高,二次反應(yīng)加劇,乙烯與丙烯選擇性減小。T=450℃,WHSV=1.89h-1,SAPO-34催化氯甲烷反應(yīng)初始轉(zhuǎn)化率可達(dá)85%,壽命約為3h。其次,通過模板劑復(fù)合和晶種輔助制備小粒徑SAPO-34分子篩催化氯甲烷反應(yīng)。結(jié)果表明：粒徑減小使SAPO-34分子篩在催化反應(yīng)失活速度降低,總低碳烯烴選擇性增大。制備多級孔道SAPO-34分子篩并催化氯甲烷反應(yīng),分子篩失活速度慢,低碳烯烴選擇性基本不變,使用后催化劑積碳含量降低25%。最后,SAPO-34分子篩經(jīng)金屬氯化物改性催化氯甲烷反應(yīng)。采用FeCl3溶液浸漬改性SAPO-34樣品,T=425℃,WHSV=1.89h-1,壽命可達(dá)6h,在原來僅3h壽命的基礎(chǔ)上有明顯提高,同時(shí)乙烯和丙烯的選擇性均穩(wěn)定在40%左右。隨浸漬時(shí)間增加,FeCl3改性SAPO-34催化劑的反應(yīng)穩(wěn)定性逐漸下降。 【關(guān)鍵詞】：SAPO-34分子篩 氯甲烷 低碳烯烴 多級孔道 金屬改性
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ426;TQ221.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 前言11-12
• 第一章 文獻(xiàn)綜述12-26
• 1.1 天然氣化工發(fā)展簡介12-15
• 1.2 甲烷經(jīng)CH_3-X制取烴類產(chǎn)品研究進(jìn)展15-18
• 1.2.1 CH_4經(jīng)CH_3-X制取烴類反應(yīng)的研究歷程15-16
• 1.2.2 催化CH_3Cl制備低碳烯烴催化劑16-18
• 1.3 SAPO-34分子篩簡介18-23
• 1.3.1 基本性質(zhì)19
• 1.3.2 SAPO-34分子篩的合成機(jī)理及酸性位19-20
• 1.3.3 小晶粒SAPO-34分子篩的合成20-22
• 1.3.4 多級孔道SAPO-34分子篩合成22-23
• 1.4 分子篩催化CH3_Cl反應(yīng)機(jī)理簡介23-25
• 1.5 論文技術(shù)路線及研究內(nèi)容25-26
• 1.5.1 技術(shù)路線25
• 1.5.2 研究內(nèi)容25-26
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分26-31
• 2.1 主要原料及試劑26-27
• 2.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器27
• 2.3 催化劑制備27-28
• 2.4 催化劑表征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 催化劑性能評價(jià)29-30
• 2.6 產(chǎn)物分析30
• 2.7 評價(jià)指標(biāo)30-31
• 第三章 制備因素對SAPO-34分子篩催化氯甲烷制低碳烯烴影響考察31-49
• 3.1 模板劑對制備SAPO-34分子篩催化氯甲烷反應(yīng)的影響31-38
• 3.1.1 SAPO-34分子篩的制備31
• 3.1.2 催化劑表征31-36
• 3.1.3 催化性能考察36-38
• 3.2 不同硅含量SAPO-34分子篩催化氯甲烷反應(yīng)38-43
• 3.2.1 不同Si含量SAPO-34分子篩的制備38-39
• 3.2.2 催化劑表征39-41
• 3.2.3 催化性能考察41-43
• 3.3 質(zhì)量空速和反應(yīng)溫度對SAPO-34分子篩催化氯甲烷反應(yīng)的影響43-46
• 3.3.1 質(zhì)量空速對SAPO-34分子篩催化CH_3Cl反應(yīng)的影響43-44
• 3.3.2 反應(yīng)溫度對SAPO-34分子篩催化CH_3Cl反應(yīng)的影響44-46
• 3.4 不同反應(yīng)時(shí)間催化劑分析表征46-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第四章 小晶粒和多級孔道SAPO-34分子篩催化氯甲烷反應(yīng)性能考察49-64
• 4.1 模板劑復(fù)合制備小晶粒SAPO-34分子篩催化氯甲烷反應(yīng)49-53
• 4.1.1 模板劑復(fù)合制備SAPO-34分子篩49
• 4.1.2 催化劑表征49-52
• 4.1.3 模板劑復(fù)合制備小晶粒SAPO-34分子篩催化CH_3Cl反應(yīng)性能52-53
• 4.2 晶種輔助合成小粒徑SAPO-34分子篩催化氯甲烷反應(yīng)性能研究53-57
• 4.2.1 晶種輔助合成小晶粒SAPO-34樣品53
• 4.2.2 催化劑表征53-56
• 4.2.3 晶種輔助合成小晶粒SAPO-34分子篩催化CH_3Cl反應(yīng)性能56-57
• 4.3 多級孔道SAPO-34分子篩的合成及其催化氯甲烷反應(yīng)性能研究57-63
• 4.3.1 HTAB為介孔模板劑合成多級孔道SAPO-34分子篩57
• 4.3.2 催化劑表征57-61
• 4.3.3 多級孔道SAPO-34分子篩催化CH_3Cl反應(yīng)性能61-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第五章 金屬氯化物改性SAPO-34分子篩催化氯甲烷制低碳烯烴64-78
• 5.1 不同金屬氯化物改性SAPO-34分子篩催化氯甲烷反應(yīng)制低碳烯烴64-68
• 5.1.1 金屬氯化物改性SAPO-34樣品的制備64
• 5.1.2 催化劑表征64-65
• 5.1.3 金屬氯化物改性SAPO-34樣品的催化性能65-68
• 5.2 改性條件對FeCl_3改性SAPO-34樣品的催化性能影響68-69
• 5.3 濃度對FeCl_3改性SAPO-34分子篩催化氯甲烷反應(yīng)性能的影響69-75
• 5.3.1 不同濃度FeCl_3溶液改性SAPO-34分子篩的制備及表征69-73
• 5.3.2 不同濃度FeCl_3改性SAPO-34樣品的催化性能73-75
• 5.4 FeCl_3改性不同硅鋁比SAPO-34的催化CH_3Cl反應(yīng)性能75-77
• 5.5 本章小結(jié)77-78
• 第六章 結(jié)論78-80
• 參考文獻(xiàn)80-87
• 致謝87-88
• 攻讀碩士論文期間發(fā)表論文情況88

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