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介孔導(dǎo)向劑制備多級孔結(jié)構(gòu)SAPO-34分子篩催化劑及其在甲醇制烯烴反應(yīng)中的應(yīng)用

2016-02-25 01:36:16肖天存王曉龍
工業(yè)催化 2016年12期
關(guān)鍵詞:介孔烯烴分子篩

劉 蓉,肖天存,王曉龍,何 忠

(中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司,北京 102209)

介孔導(dǎo)向劑制備多級孔結(jié)構(gòu)SAPO-34分子篩催化劑及其在甲醇制烯烴反應(yīng)中的應(yīng)用

劉 蓉*,肖天存,王曉龍,何 忠

(中國華能集團(tuán)清潔能源技術(shù)研究院有限公司,北京 102209)

SAPO系列分子篩廣泛應(yīng)用于甲醇制烯烴(MTO)過程,SAPO分子篩的微孔結(jié)構(gòu)僅允許小分子物質(zhì)進(jìn)出孔道,限制了反應(yīng)物在催化劑晶體結(jié)構(gòu)孔道中的擴(kuò)散,增加了反應(yīng)物擴(kuò)散到活性位點的阻力,降低催化劑活性。此外,生成物不易從微孔結(jié)構(gòu)擴(kuò)散出來,導(dǎo)致過度反應(yīng)生成積炭。采用聚乙二醇(PEG)作為導(dǎo)向劑,三乙胺(TEA)為模板劑,制備多級孔結(jié)構(gòu)分子篩,在n(Si)∶n(Al)=0.20、介孔導(dǎo)向劑加入量n(PEG)∶n(Al)=0.20、模板劑加入量n(TEA)∶n(Al)=1.5和晶化時間為48 h條件下制備的分子篩0.20P48-SAPO具有良好的物化性質(zhì),比表面積和孔徑比單一孔結(jié)構(gòu)SAPO-34分子篩大幅提升,表面活性位點數(shù)量增加,有利于提高催化活性。微型固定床反應(yīng)器評價結(jié)果表明,甲醇轉(zhuǎn)化率為91%,丙烯選擇性為42%;催化劑熱穩(wěn)定性良好,可以進(jìn)行再生,再生后活性與新鮮催化劑相當(dāng),甲醇轉(zhuǎn)化率為90%,丙烯選擇性為43%。

催化劑工程;SAPO-34分子篩;多級孔結(jié)構(gòu);甲醇制烯烴;介孔分子篩

甲醇制烯烴技術(shù)(MTO)是以甲醇或其衍生物二甲醚作為原料,在分子篩催化劑上反應(yīng)轉(zhuǎn)化,生產(chǎn)乙烯、丙烯等低碳烯烴的技術(shù),可以打通煤化工產(chǎn)業(yè)與石油化工產(chǎn)業(yè)的壁壘,形成煤化工產(chǎn)業(yè)的下游產(chǎn)業(yè)鏈。對于煤炭資源的高效清潔轉(zhuǎn)化和我國的能源安全有重要的戰(zhàn)略意義[1]。

SAPO-34分子篩具有8元環(huán)的孔道結(jié)構(gòu)[2],將其應(yīng)用于甲醇制烯烴反應(yīng)中具有極高的雙烯(乙烯+丙烯)選擇性,但其相對狹長的微型孔道不僅影響反應(yīng)物、中間過渡態(tài)和最終產(chǎn)物的擴(kuò)散,致使催化劑因積炭而導(dǎo)致其穩(wěn)定性降低,還會因積炭覆蓋活性位生成大量二甲醚,進(jìn)而影響產(chǎn)物分布?,F(xiàn)有裝置的烯烴總選擇性約為95%,其中,乙烯約30%,丙烯38%~40%,丁烯15%~17%。

狄春雨等[3]采用水熱合成法,在SAPO-34的合成凝膠中加入簡易制備的長鏈含磷表面活性劑,制備出具有一定介孔度的SAPO-34催化劑,并在甲醇制低碳烯烴體系上進(jìn)行性能評價,結(jié)果表明,催化劑壽命延長,但反應(yīng)60 min后,C1~C4系統(tǒng)總收率不足20%。石華等[4]采用三乙胺為主模板劑、雙端氨基聚乙二醇800為輔助模板劑制備片狀SAPO-34分子篩,甲醇轉(zhuǎn)化率高于99%,雙烯選擇性高于80%,但反應(yīng)60 min后,催化劑失活嚴(yán)重。 肖寒等[5]以十六烷基三甲氧基有機(jī)硅氯化銨為介孔模板劑,通過一步水熱法合成具有微孔-介孔結(jié)構(gòu)的多級孔SAPO-5分子篩,但丙烯選擇性較低。

本文采用聚乙二醇為導(dǎo)向劑,以三乙胺為模板劑,通過導(dǎo)向劑用量篩選和水熱條件調(diào)變等手段,制備具有多級孔結(jié)構(gòu)的SAPO-34分子篩催化劑,并考察其在甲醇制烯烴反應(yīng)中的應(yīng)用。

1 實驗部分

1.1 催化劑制備

采用堿性硅溶膠為硅源,擬薄水鋁石為鋁源,正磷酸為磷源,三乙胺(TEA)為模板劑,聚乙二醇(PEG)為導(dǎo)向劑,水熱晶化法合成SAPO-34分子篩催化劑。將一定量擬薄水鋁石溶于水中(水量為總用水質(zhì)量的30%~50%),加入一定量堿性硅溶膠,攪拌,逐滴緩慢加入磷酸并攪拌,再加入剩余水以及三乙胺溶液,移至水熱釜按照設(shè)定的水熱溫度和時間進(jìn)行水熱晶化反應(yīng)。

將反應(yīng)后的溶液冷卻,取出,洗滌并離心處理,直至上清液pH=7~8,120 ℃烘干12 h或過夜干燥,200 ℃焙燒2 h,600 ℃再焙燒6 h,得到氫型SAPO-34分子篩催化劑,標(biāo)記為xPy-SAPO,其中,x為PEG加入量,分別為n(PEG)∶n(Al)=0.10、0.15、0.20、0.25、0.30, y為水熱時間,y=24 h、48 h、72 h。

1.2 催化劑表征

催化劑化學(xué)組成在日本理學(xué)公司ZSX Primus Ⅱ型X射線熒光光譜儀上進(jìn)行測試。

催化劑的XRD測試在德國布魯克公司D8型X射線衍射儀上進(jìn)行,CuKα,工作電壓40 kV,工作電流200 mA,掃描范圍10°~90°。

催化劑的BET測試在ASAP 2020型N2吸附-脫附儀上進(jìn)行,測試前樣品在300 ℃抽真空4 h,比表面積由BET公式計算,孔容和孔徑分布采用BJH模式。

催化劑形貌在日本電子株式會社JBM-6510型掃描電鏡上進(jìn)行測量。

催化劑酸性在美國麥克儀器公司ChemiSorb 2720型程序升溫脫附儀上進(jìn)行測量。

1.3 催化劑性能評價

在自制微型固定床反應(yīng)器上對合成的SAPO-34分子篩催化劑進(jìn)行評價,以甲醇作為原料,水為稀釋劑,汽化后通氮氣帶入反應(yīng)器。其中,氮氣流量30 mL·min-1,n(水)∶n(甲醇)=1∶1,反應(yīng)溫度450 ℃,壓力為常壓,甲醇質(zhì)量空速為5 h-1。采用美國安捷倫公司GC7890氣相色譜分析產(chǎn)物中的氣相組成,系統(tǒng)采用單TCD和雙FID雙通道配置,一次進(jìn)樣分析C1~C6烴、永久性氣體、甲醇和二甲醚含氧化合物,并計算轉(zhuǎn)化率,產(chǎn)物選擇性以及收率。

2 結(jié)果與討論

2.1 晶化原液配比

不同硅含量催化劑的織構(gòu)性質(zhì)如表1所示。

表 1 不同硅含量催化劑的織構(gòu)性質(zhì)

由表1可以看出,當(dāng)n(Si)∶n(Al)≤0.20時,實際樣品硅鋁比與投料比類似,表明硅原子完全進(jìn)入骨架;當(dāng)n(Si)∶n(Al)>0.20時,樣品硅鋁比小于投料比,表明硅原子未完全進(jìn)入骨架,選擇適宜n(Si)∶n(Al)=0.20。

n(TEA)∶n(Al)=1.5時,可以合成純相高結(jié)晶度SAPO-34,此時模板劑用量最少,可以降低合成成本,適宜的n(TEA)∶n(Al)=1.5。

2.2 催化劑晶體結(jié)構(gòu)

在n(Si)∶n(Al)=0.20和n(TEA)∶n(Al)=1.5條件下,考察不同導(dǎo)向劑加入量水熱晶化時間24 h制得的催化劑樣品的XRD圖如圖1所示。

圖 1 不同導(dǎo)向劑加入量水熱晶化時間24 h制得催化劑樣品的XRD圖Figure 1 XRD patterns of the catalyst samples prepared with different amounts of PEG for hydrothermal crystallization time 24 h

由圖1可以看出,水熱晶化時間24 h,加入導(dǎo)向劑樣品的結(jié)晶度比未加入導(dǎo)向劑低,其中,PEG添加量最多的0.30P24-SAPO基本為無定形結(jié)構(gòu),這可能是由于介孔導(dǎo)向劑的存在使原有模板劑導(dǎo)向作用減弱,導(dǎo)致分子篩無法形成結(jié)晶。因此,在合成體系中添加PEG合成多級孔SAPO-34時,應(yīng)延長水熱晶化時間至48 h,提高樣品結(jié)晶度。

不同導(dǎo)向劑加入量水熱晶化時間48 h制得的催化劑樣品的XRD圖如圖2所示。

圖 2 不同導(dǎo)向劑加入量水熱晶化時間48 h制得催化劑樣品的XRD圖Figure 2 XRD patterns of the catalyst samples prepared with different amounts of PEG for hydrothermal crystallization time 48 h

由圖2可見,除0.30P48-SAPO,其余樣品均為純相SAPO-34,與標(biāo)樣SAPO-34相比,結(jié)晶度均較好,位于10.5°、18°和25°及30°的特征峰較為明顯。而0.30P48-SAPO樣品除具有以上CHA結(jié)構(gòu)的特征峰,在7.343°出現(xiàn)雜峰。采用XRD物相分析軟件X′Pert HighScore Plus進(jìn)行譜峰尋找匹配,0.30P48-SAPO 中7.343°的特征峰為AFI結(jié)構(gòu)(SAPO-5)的主特征峰,因此,確定其為混晶相AFI結(jié)構(gòu),表明n(PEG)∶n(Al)應(yīng)小于0.30。文獻(xiàn)[6-9]對SAPO分子篩結(jié)晶動力學(xué)研究結(jié)果表明,水熱條件下,SAPO-34分子篩生成量隨著晶化時間延長而增加,SAPO-5分子篩生成量隨著晶化時間延長呈先增后減的趨勢。反應(yīng)時間延長或升高反應(yīng)溫度可以將SAPO-5 轉(zhuǎn)化為SAPO-34分子篩。0.30P48-SAPO出現(xiàn)SAPO-5結(jié)構(gòu)是由于PEG加入量過大時,由于水熱時間過短,形成的SAPO-5來不及轉(zhuǎn)化為SAPO-34晶相,形成混晶結(jié)構(gòu)。

2.3 SEM

催化劑樣品的SEM照片如圖3所示。

圖 3 催化劑的SEM照片F(xiàn)igure 3 SEM images of the catalysts

由圖3可以看出,單一孔結(jié)構(gòu)SAPO-34分子篩為立方體結(jié)構(gòu);結(jié)晶度較好的0.20P48-SAPO分子篩樣品為立方體結(jié)構(gòu),表面光滑,且粒徑均一;0.30P48-SAPO分子篩為六邊形片狀物質(zhì)結(jié)構(gòu),這種六邊形片狀物質(zhì)即為SAPO-5分子篩[2];晶化時間24 h的0.30P24-SAPO為無定型顆粒結(jié)構(gòu),表面粗糙,大小不一,表明晶化時間過短導(dǎo)致模板劑無法發(fā)揮作用,形成無定型結(jié)構(gòu),與XRD表征結(jié)論吻合。

其中和分別為出行時間與充電費用的重要性系數(shù),只需要表現(xiàn)出比例關(guān)系即可,一般。實際使用時用戶可以根據(jù)自己的需要調(diào)節(jié)比重。

2.4 織構(gòu)性質(zhì)

采用BET對不同導(dǎo)向劑加入量的催化劑織構(gòu)性質(zhì)進(jìn)行表征,結(jié)果見表2。

表 2 不同導(dǎo)向劑加入量的催化劑織構(gòu)性質(zhì)

由表2可見,SAPO-34分子篩是典型的微孔分子篩,微孔體積占總孔體積的89%。加入模板劑的分子篩樣品與原有SAPO-34分子篩相比主要有以下變化:(1) 多級孔結(jié)構(gòu)分子篩催化劑的比表面積明顯增加,均超過600 m2·g-1,且微孔比表面積約占總比表面積的50%;(2) 孔體積略增,微孔孔體積仍占總孔孔體積的65%以上,但與SAPO-34分子篩相比,占比大幅降低,表明部分微孔在導(dǎo)向劑作用下向介孔轉(zhuǎn)變;(3) 平均孔徑變化明顯,加入導(dǎo)向劑后,水熱48 h時的分子篩孔徑超過2 nm,其中,僅有0.15P48-SAPO孔徑為1.6 nm,可能是由于模板劑加入量較小,尚未形成介孔結(jié)構(gòu)。分子篩比表面積、孔徑和孔體積在介孔化過程中大幅增加的趨勢十分普遍。索紅日[10]利用導(dǎo)向劑法,將沸石分子篩的導(dǎo)向劑MFI、β、Y和L的次級結(jié)構(gòu)單元在堿性條件下與表面活性劑相互作用,制備高度有序的微介孔復(fù)合磷酸鋁材料。李娜[11]以陰離子聚電解質(zhì)聚丙烯酸和陽離子表面活性劑氯代十六烷基吡啶形成的有序介觀結(jié)構(gòu)復(fù)合物介晶為“動態(tài)模板”,在堿性條件下制備具有多級孔結(jié)構(gòu)的SAPO-34分子篩,這些材料的比表面積以及孔結(jié)構(gòu)參數(shù)變化趨勢與本文類似。

對比xP48-SAPO系列分子篩的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)可知,隨著導(dǎo)向劑加入量增加,催化劑比表面積、孔體積以及孔徑均呈增加趨勢;與0.25P72-SAPO以及0.20P72-SAPO對比可知,水熱晶化時間進(jìn)一步延長對催化劑性質(zhì)影響較小。

2.5 酸 性

催化劑樣品的NH3-TPD譜圖如圖4所示。

圖 4 催化劑樣品的NH3-TPD譜圖Figure 4 NH3-TPD profiles of the catalyst samples

由圖4可見,與文獻(xiàn)[12-15]中的SAPO-34系列分子篩相比,催化劑酸性位點分布變化不大。幾種分子篩催化劑弱酸位點的低溫脫附峰約180 ℃,而強(qiáng)酸位點高溫脫附峰為440 ℃,表明酸性位點強(qiáng)度未發(fā)生變化。通過對脫附峰面積進(jìn)行比較,得到高溫區(qū)及低溫區(qū)的酸性位點數(shù)量并根據(jù)譜圖計算得到幾種xP48-SAPO催化劑酸密度。與常規(guī)SAPO分子篩相比,0.30P48-SAPO催化劑的酸性位點數(shù)量明顯降低,且弱酸性位點所占比率增加,根據(jù)催化劑晶體結(jié)構(gòu)表征結(jié)果可知,這主要是由于0.30P48-SAPO形成大量SAPO-5結(jié)構(gòu)所致。而其他幾種分子篩xP48-SAPO(x=0.15,0.20,0.25)的總酸量略降,但與SAPO-34相比區(qū)別不大,表明介孔導(dǎo)向劑的加入并未影響催化劑酸性位點產(chǎn)生,這一現(xiàn)象在SAPO分子篩介孔化過程中十分普遍。喜冬陽[16]利用SBA-15作為介孔模板劑制備十字交叉介孔催化劑,與原SAPO催化劑相比,催化劑酸性位點數(shù)量和強(qiáng)酸性位點比例有所下降。

2.6 甲醇轉(zhuǎn)化率

圖 5 xP48-SAPO分子篩的甲醇轉(zhuǎn)化率Figure 5 Methanol conversion over xP48-SAPO molecular sieves

由圖5可見,反應(yīng)初期,單一孔結(jié)構(gòu)的SAPO-34分子篩催化劑活性高,轉(zhuǎn)化率接近100%,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,由于催化劑孔結(jié)構(gòu)為微孔,酸性較強(qiáng),反應(yīng)后的產(chǎn)物無法及時擴(kuò)散出來,過度反應(yīng)造成催化劑積炭,使其很快失活,反應(yīng)30 min,甲醇轉(zhuǎn)化率僅為29%;反應(yīng)40 min,催化劑轉(zhuǎn)化率僅為9%。

與傳統(tǒng)微孔分子篩相比,xP48-SAPO系列分子篩雖然反應(yīng)(40~50) min也出現(xiàn)失活,但催化劑壽命大幅提升。反應(yīng)30 min,0.20P48-SAPO分子篩上甲醇轉(zhuǎn)化率最高達(dá)87%,比SAPO-34分子篩高56%。這是由于反應(yīng)一段時間,微孔結(jié)構(gòu)SAPO-34分子篩平均孔徑僅為0.4 nm,而0.20P48-SAPO分子篩平均孔徑為2.5 nm,生成物不易從催化劑孔道中擴(kuò)散出來,發(fā)生氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)[17-19]生成積炭,積炭物質(zhì)覆蓋在催化劑活性位點表面,導(dǎo)致催化劑失活。

由BET表征結(jié)果可知,改性后的分子篩有大量介孔結(jié)構(gòu),xP48-SAPO分子篩平均孔徑為2.5 nm。烯烴產(chǎn)物生成后及時從催化劑活性位點脫附,不產(chǎn)生積炭,因此,介孔結(jié)構(gòu)的存在有利于催化劑穩(wěn)定性的提高。酸性位點強(qiáng)度是影響催化劑性能的關(guān)鍵因素,酸性過弱,催化劑沒有活性,而強(qiáng)酸性位點易導(dǎo)致反應(yīng)過程中積炭產(chǎn)生,由NH3-TPD表征結(jié)果可知,與傳統(tǒng)SAPO-34分子篩相比,0.20P48-SAPO分子篩具有合適的孔結(jié)構(gòu)分布和酸性強(qiáng)度的位點,在保證催化劑催化活性前提下,減少了導(dǎo)致催化劑積炭的強(qiáng)酸性位點數(shù)量,有助于減少積炭,提高催化劑穩(wěn)定性。

對比不同介孔導(dǎo)向劑加入量分子篩上甲醇轉(zhuǎn)化率可知,由于介孔導(dǎo)向劑加入量過低,0.15P48-SAPO分子篩介孔化不夠,平均孔徑僅為1.6 nm,催化劑失活較快,反應(yīng)30 min,甲醇轉(zhuǎn)化率為60%,比SAPO-34分子篩高30%。而0.30P48-SAPO由于產(chǎn)生部分SAPO-5結(jié)構(gòu),SAPO-5分子篩催化劑[20-21]孔徑較大,酸性和反應(yīng)活性較低,雖然初始反應(yīng)活性沒有SAPO-34高,但其孔結(jié)構(gòu)不易積炭,因此,0.30P48-SAPO分子篩催化劑失活較慢。

2.7 丙烯和烯烴選擇性

xP48-SAPO分子篩上丙烯選擇性和烯烴選擇性如圖6所示。

由圖6可以看出,xP48-SAPO分子篩上丙烯選擇性提高較為明顯,其變化與介孔導(dǎo)向劑用量有關(guān),0.30P48-SAPO分子篩催化劑反應(yīng)80 min時,丙烯選擇性平均為55%,比0.20P48-SAPO分子篩約低10%。由XRD表征結(jié)果可知,由于0.30P48-SAPO分子篩催化劑形成SAPO-5結(jié)構(gòu),分子篩孔道為直徑0.73 nm的一維直孔道,用于甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)時,產(chǎn)物選擇性與SAPO-34分子篩的差異較大,由于其酸性較弱,主要進(jìn)行甲醇制二甲醚反應(yīng),而由二甲醚轉(zhuǎn)化為低碳烯烴需要較強(qiáng)酸性中心,因此,0.30P48-SAPO分子篩上丙烯選擇性較低[22]。不同導(dǎo)向劑加入量催化劑的xP48-SAPO丙烯選擇性隨時間變化均不明顯。

由圖6還可見,0.20/0.25P48-SAPO分子篩上烯烴選擇性較高,為75%~76%,比SAPO-34分子篩高約5%。烯烴選擇性均隨反應(yīng)時間延長而提高,丙烯選擇性下降,表明乙烯選擇性提高。這一現(xiàn)象是由于反應(yīng)過程中生成的焦炭沉積在分子篩表面和孔道中,一方面造成分子篩酸性下降,另一方面引起孔道堵塞和減小,碳池的烯烴選擇性由中間態(tài)擇形控制,積炭增加了分子篩內(nèi)的擴(kuò)散阻力,有利于小分子乙烯生成。此外,積炭導(dǎo)致酸密度改變,改變反應(yīng)的活性中間體,雙烯選擇性與碳池中活性甲基苯上的甲基數(shù)相關(guān),乙烯主要由二甲基苯和三甲基苯生成,丙烯主要由四到六甲基苯生成,甲基數(shù)目越多,則丙烯選擇性越高,積炭導(dǎo)致催化劑酸性減弱,多甲基苯不易生成,使丙烯選擇性降低,乙烯選擇性提高。

2.8 催化劑的可再生性能

反應(yīng)1 h失活催化劑在空氣中進(jìn)行燒炭再生,燒炭溫度500 ℃,反應(yīng)器中通入空氣,再生3 h的催化劑在反應(yīng)器中降溫至450 ℃,重新通入氮氣和甲醇水溶液,再生前后反應(yīng)條件不變,結(jié)果見表3。

表 3 催化劑再生前后催化性能

由表3可以看出,反應(yīng)前后所有多級結(jié)構(gòu)分子篩催化劑均能夠完全恢復(fù)活性,以效果最優(yōu)的0.20P48-SAPO分子篩為例,再生前甲醇轉(zhuǎn)化率為91%,丙烯選擇性42%,再生后甲醇轉(zhuǎn)化率為90%,丙烯選擇性為43%,表明多級結(jié)構(gòu)分子篩是一種高效、穩(wěn)定且可再生的催化劑。

4 結(jié) 論

采用聚乙二醇為導(dǎo)向劑,制備多級孔結(jié)構(gòu)分子篩,在介孔導(dǎo)向劑加入量n(PEG)∶n(Al)=0.20、模板劑加入量n(TEA)∶n(Al)=1.5、n(Si)∶n(Al)=0.20和晶化時間為48 h條件下,制備的0.20P48-SAPO分子篩具有良好的物化性質(zhì),晶體結(jié)構(gòu)為純相高結(jié)晶度SAPO-34,催化劑比表面積和孔徑均比單一孔結(jié)構(gòu)SAPO-34分子篩大幅提升,表面活性位點數(shù)量增加有利于提高反應(yīng)活性。甲醇轉(zhuǎn)化率為91%,丙烯選擇性為42%;催化劑熱穩(wěn)定性良好,再生后活性與新鮮催化劑相當(dāng),甲醇轉(zhuǎn)化率為90%,丙烯選擇性為43%。

[1]李志慶,趙紅娟,王寶杰,等.煤基甲醇制烯烴技術(shù)進(jìn)展及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程[J].石化技術(shù)與應(yīng)用,2015,33(2):180-184. Li Zhiqing,Zhao Hongjuan,Wang Baojie,et al.Technologic advance and industrialization process of coal-based methanol to olefins[J].Petrochemical Technology & Application,2015,33(2):180-184.

[2]趙新紅,李曉斌,陳靜,等.具有特殊形貌的多級孔SAPO-5分子篩的常壓合成[J].無機(jī)材料學(xué)報,2014,29(8):821-826. Zhao Xinhong,Li Xiaobin,Chen Jing,et al.Ambient pressure synthesis of hierarchical structured SAPO-5 molecular sieve with special morphology[J].Journal of Inorganic Materials,2014,29(8):821-826.

[3]狄春雨,張賀,徐丹,等.導(dǎo)向劑法合成SAPO-34分子篩及其在甲醇制烯烴中的性能[J].工業(yè)催化,2012,20(2):33-36. Di Chunyu,Zhang He,Xu Dan,et al.Synthesis of SAPO-34 molecular sieves by seed gel method and their catalytic performance in methanol to olefins reaction[J].Industrial Catalysis,2012,20(2):33-36.

[4]石華,耿玉俠,馬國棟,等.復(fù)合模板劑制備片狀SAPO-34分子篩及催化MTO反應(yīng)[J].化學(xué)工業(yè)與工程,2015,32(5):109-112. Shi Hua,Geng Yuxia,Ma Guodong,et al.Preparation of lamellate SAPO-34 molecular sieves with composite templates for MTO reaction[J].Chemical Industry and Engineering,2015,32(5):109-112.

[5]肖寒,劉紅光,楊建國,等.多級孔SAPO-5分子篩的合成及其在柴油加氫精制催化劑中的應(yīng)用[J].石油煉制與化工,2013,44(1):16-21. Xiao Han,Liu Hongguang,Yang Jianguo,et al.Synthesis of SAPO-5 molecular seive having hierarchical pore structure and it’s application in hydrorefining catalyst for diesel fuel[J].Petroleum Processing and Petrochemicals,2013,44(1):16-21.

[6]鄺燕容.甲醇制低碳烯烴催化劑制備及動力學(xué)研究[D]. 北京:北京化工大學(xué),2014. Kuang Yanrong.The study of catalyst preparationand kinetics of methanol to olefins[D].Beijing:Beijing University of Chemical Technology,2014.

[7]王鵬飛.SAPO-34催化劑的制備及在甲醇制烯烴反應(yīng)中的應(yīng)用[D].上海:華東理工大學(xué),2013. Wang Pengfei.Synthesis of SAPO-34 catalysts and their application in methanol transformingolefins reaction[D].Shanghai:East China University of Science and Technology,2013.

[8]薛俊杰.新型Cu/SAPO-34分子篩催化劑NH3-SCR低溫反應(yīng)活性位研究及其水熱穩(wěn)定性能探討[D].天津:天津大學(xué),2013. Xue Junjie.The study of NH3-SCR active sites at low-temperature and hydrothermal stability over novel Cu/SAPO-34 catalyst[D].Tianjin:Tianjin University,2013.

[9]尚勤杰.甲醇制烯烴催化劑SAPO-34分子篩的合成及改性研究[D].上海:華東理工大學(xué),2012. Shang Qinjie.Synthesis and modifieation of SAPO-34 molecular sieve catalyst for methanol-to-olefin reaetion[D].Shanghai:East China University of Science and Technology,2012.

[10] 索紅日.無機(jī)微介觀復(fù)合孔材料的合成與表征[D].長春:吉林大學(xué),2015. Suo Hongri.Synthesis and characterization of inorganic misco-mesoporous materials[D].Changchun:Jilin University,2015.

[11]李娜.多級孔結(jié)構(gòu)介孔二氧化硅的制備及其性能研究[D].天津:南開大學(xué),2012. Li Na.Synthesis and property of hierachically silica[D].Tianjin:Nankai University,2012.

[12]邢愛華,馮琦瑤,張新鋒,等.SAPO-34分子篩晶化機(jī)理及晶化動力學(xué)研究[J].工業(yè)催化, 2016,24(2):5-13. Xing Aihua,Feng Qiyao,Zhang Xinfeng,et al.Development in crystallization mechanism and crystallization kinetics of SAPO-34 molecular sieves[J].Industrial Catalysis,2016,24(2):5-13.

[13] 張媛,張偉,劉志玲,等.SAPO-34分子篩催化劑制備及發(fā)展現(xiàn)狀[J].工業(yè)催化, 2016,24(2):14-20. Zhang Yuan,Zhang Wei,Liu Zhiling,et al.Preparation and development status of SAPO-34 molecular sieve catalysts for methanol to olefins[J].Industrial Catalysis,2016,24(2):14-20.

[14] 張奇,王涯,陳勝利,等.甲醇制烯烴催化劑SAPO-34分子篩的制備和噴霧成型[J].工業(yè)催化,2014,22(10):775-779. Zhang Qi,Wang Ya,Chen Shengli,et al.Preparation of SAPO-34 molecular sieve and spray drying of SAPO-34 catalyst used for methanol-to-olefin process[J].Industrial Catalysis,2014,22(10):775-779.

[15] 豆煥杰,郭泉輝,崔琳琳.甲醇?xì)庀嗝撍贫酌汛呋瘎┭芯窟M(jìn)展[J].工業(yè)催化,2013,21(12):26-31. Dou Huanji,Guo Quanhui,Cui Linlin.Development in the catalysts for vapor-phase dehydration of methanol to dimethyl ether[J].Industrial Catalysis,2013,21(12):26-31.

[16]喜冬陽.多級孔SAPO-34分子篩的合成及其MTO催化性能的研究[D].長春:吉林大學(xué),2015. Xi Dongyang.Synthesis of hierarchical porous SAPO-34 molecular sieves and their application in MTO reaction[D].Changchun:Jilin University,2015.

[17]邢愛華,林泉,朱偉平,等.甲醇制烯烴反應(yīng)機(jī)理研究進(jìn)展[J].天然氣化工(C1化學(xué)與化工),2011,36(1):59-65. Xing Aihua,Lin Quan,Zhu Weiping,et al.Advance in research on reaction mechanism for methanol to olefins[J].Natural Gas Chemical Industry,2011,36(1):59-65.

[18]邢愛華,朱偉平,岳國,等.甲醇制烯烴反應(yīng)催化劑積炭問題研究進(jìn)展[J].化工進(jìn)展, 2011,30(8):1717-1725. Xing Aihua,Zhu Weiping,Yue Guo,et al.Research progress of coke deposition on catalyst during methanol conversion to olefins[J].Chemical Industry and Engineering Progress,2011,30(8):1717-1725.

[19] 王庚,唐煜,薛振欣.甲醇制烯烴技術(shù)最新進(jìn)展[J].遼寧化工,2011,40(7):735-738. Wang Geng,Tang Yu,Xue Zhenxin.Recent progress in methanol to olefins technology[J].Liaoning Chemical Industry,2011,40(7):735-738.

[20] 付長杰.SAPO-5分子篩及膜的合成與應(yīng)用[D].天津:天津大學(xué),2014. Fu Changjie.Synthesis and application of SAPO-5 molecular sieves and films[D].Tianjin:Tianjin University,2014.

[21] 徐立陸,郝志顯,王利軍,等.SAPO-5分子篩硅鋁比對催化合成二甲醚的影響[J].上海第二工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2010,27(1):36-41. Xu Lilu,Hao Zhixian,Wang Lijun,et al.Influence of silica/alumina (Si/Al) molar ratio in SAPO-5 molecular sieve on catalytic performance for synthesis of dimethyl ether[J].Journal of Shanghai Second Polytechnic University,2010,27(1):36-41.

[22] 王金棒,李金哲,徐舒濤,等.HZSM-22和SAPO-11催化甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴(MTH)反應(yīng):酸強(qiáng)度對反應(yīng)和失活機(jī)理的影響[J].催化學(xué)報,2015,36(8):1392-1402. Wang Jinbang,Li Jinzhe,Xu Shutao,et al.Methanol to hydrocarbons reaction over HZSM-22 and SAPO-11:effect of catalyst acid strength on reaction and deactivationmechanism[J].Chinese Journal of Catalysis,2015,36(8):1392-1402.

Preparation of hierarchical SAPO-34 molecular sieve catalysts with polyethylene glycol as the mesopore-generating agent and their application for methanol to olefins

LiuRong*,XiaoTiancun,WangXiaolong,HeZhong

(Huaneng Clean Energy Research Institute,Beijing 102209,China)

SAPO-34 molecular sieves as the catalysts were widely used for the process of methanol to olefin(MTO).The micropores of SAPO-34 molecular sieves only allow small molecules to diffuse in and out of the pore channels,and limit the diffusion of reactant molecules in pores of the catalyst crystal structure,which increases mass transfer resistance and prevents the reactant from reaching the active sites.The catalysts activities are decreased.In addition,the resultants are not easy to come out from the microporous structure,resulting in coke form due to excessive reaction.Using polyethylene glycol(PEG) as the mesopore-generating agent and triethylamine(TEA) as the template,multi-porous SAPO-34 molecular sieves were obtained via hydra-thermal sythesis.Under the condition ofn(Si)∶n(Al)=0.20,n(PEG)∶n(Al)=0.20,n(TEA)∶n(Al)=1.5 and crystallization time 48 h,the as-prepared 0.20P48-SAPO molecular sieve possessed better physicochemical properties.Compared with SAPO-34 molecular sieve,the specific surface area and pore size of 0.20P48-SAPO molecular sieve were greatly enhanced.The increase of surface active site amounts was helpful to improve the catalytic activity.The best catalyst 0.20P48-SAPO was evaluated in a fixed bed reactor.The results showed that the selectivity to proplene of 42% and methanol conversion of 91% were achieved.The catalyst possessed good stability and could be regenerated.The activity of the regeneration catalyst was comparable to that of fresh catalyst.The selectivity to proplene of 43% and methanol conversion of 90% were attained.

catalyst engineering;SAPO-34 molecular sieve;hierarchical porous structure;methanol to olefin(MTO);mesoporous molecular sieve

TQ424.25;TQ221.2 Document code: A Article ID: 1008-1143(2016)12-0023-08

2016-07-07;

2016-12-09

中國華能集團(tuán)項目資助(HN-HN00-201500201-JSJK00007)

劉 蓉,1988年生,女,陜西省寶雞市人,博士,工程師,從事催化新材料及催化反應(yīng)研究。

劉 蓉。

10.3969/j.issn.1008-1143.2016.12.004

TQ424.25;TQ221.2

A

1008-1143(2016)12-0023-08

催化劑制備與研究

doi:10.3969/j.issn.1008-1143.2016.12.004

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