ZSM-5分子筛的调变及在MTG中的应用

发布时间：2020-09-21 17:15

　　甲醇制汽油(MTG)是实现煤炭清洁高效利用中重要的一部分,符合我国能源多元化战略,是研究热点。论文基于此,开展ZSM-5分子筛的调变及其在甲醇制汽油中的应用研究,具有学术意义和应用价值。论文首先采用水热法合成了硅铝源摩尔比为40、80、120、160和200的五种硅铝比的分子筛ZSM-5,分别对其进行了表征和评价。结果表明:合成的五种硅铝比分子筛均为典型的MFI结构;低硅铝比的(Si/Al-40)分子筛酸性较强,酸量较高,比表面积高达380m2/g,在催化MTG反应中甲醇转化率为100%,C5+选择性达60%。接着,以Si/Al-40的分子筛ZSM-5分别进行了磷改性、碱改性和水热处理,表征分析了其对分子筛物化性能的影响,并评价了其催化MTG的反应行为。结果表明:磷改性可实现对分子筛的强酸强度和酸量的同时调控;合适浓度碱改性的分子筛增加了分子筛的介孔,其中以AT-0.3(0.3 MNaOH处理的ZSM-5)催化MTG反应,甲醇转化率达100%,汽油组分选择性在60%以上;合适的水热处理温度能够同时调控催化剂的酸性和强酸酸量,但过高的水热处理温度使催化剂活性下降明显,其中HT-400(400 ℃水热处理的HZSM-5)甲醇转化率较高,汽油组分选择性在65%左右。最后,对Si/Al为40的ZSM-5分子筛采用50倍晶化釜放大合成。结果表明:合成的分子筛物化性能与实验室小试相近,催化效果相当。优化的改性及催化工艺条件为:以Si/Al-40分子筛,依次经0.3 M NaOH调控孔结构,铵交换和400℃水热处理后并成型;在常压,WHSV=1.0 h-1,350～380℃条件下,此时甲醇转化率达100%,汽油组分选择性在60%以上,同时单程催化寿命在280 h左右。
【学位单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：O643.36;TQ424.25
【部分图文】：

汽油,汽油品质,汽油比,催化重整

图１．３不同国家汽油池结构逡逑Ｆｉｇ．邋１．３邋Ｇａｓｏｌｉｎｅ邋ｐｏｏｌ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｉｎ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ逡逑图１．３为２０１８年不同国家和地区的汽油池组成。其中，我国ＦＣＣ汽油高达７３．２％，逡逑这与之前我国对汽油品质要求较低及ＦＣＣ技术是我国突破的第一个技术有关硫和逡逑烯烃含量较高是ＦＣＣ法汽油产品的主要缺点，且调和手段相对较少，难以达到较高的逡逑辛烷值，同时对环境污染较大，而欧美国家的催化重整汽油比重较大，这与其相关技术逡逑

汽油,煤炭,焦炉气,甲醇

醇的合成等工艺过程。合成气主要来源于煤炭Ｍｌ、天然气和焦炉气等，目前，天然逡逑气制甲醇途径已被国家发改委明令禁止，而焦炉气则用途广泛，生产甲醇并非最佳途径；逡逑我国煤气化技术相对较为成熟，由煤炭出发制备甲醇己成为其来源的首选。图１．５所示逡逑为２０１８年我国甲醇原料来源分布，其中，煤炭以７４％的占比最高，这与我国煤化工行逡逑业的快速发展有关。逡逑图１．Ｓ我国甲醇来源分布逡逑Ｆｉｇ．邋１．５邋Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｍｅｔｈａｎｏｌ邋ｓｏｕｒｃｅｓ邋ｉｎ邋Ｃｈｉｎａ逡逑

甲醇,清洁汽油,汽油质量,洁净煤

２０１９年１月起我国汽油质量指标全面向国ＶＩ标准升级［５吒煤化工也在朝着洁净煤多联逡逑产技术方向快速推进［５１＿５４］。逡逑甲醇在众多领域有着普遍的应用［５５＿６Ｑ］。其下游产品消耗甲醇占比如图１．７所示。甲逡逑醇燃烧时火焰难以观察，热值仅为汽油的一半，且易溶于水，这也使甲醇存在着较多的逡逑安全隐患。因此，其不宜直接作为燃料使用，而以甲醇为原料制清洁汽油技术的出现吸逡逑引了大家的广泛关注。逡逑

【相似文献】