SSZ-13分子筛的合成及MTO反应性能研究

发布时间：2022-09-17 22:08

　　随着国民经济的发展,我国乙烯丙烯等基础有机化工原料需求量逐年增加,低碳烯烃的传统制备工艺为石油路线的石脑油蒸汽裂解,不符合我国富煤、缺油、少气的能源结构特点,甲醇制烯烃（MTO）技术作为煤制烯烃的关键一环,开辟了非石油路线制取低碳烯烃的新途径,有利于缓解我国能源供给现状的不足。SSZ-13分子筛具有良好的水热稳定性,在MTO反应中表现出较好的低温活性和低碳烯烃选择性。但传统方法合成SSZ-13存在模板剂价格昂贵及酸性较强等问题,研究发现通过对SSZ-13分子筛进行Cu负载,可以提高SSZ-13分子筛的结构稳定性,同时在MTO反应中对丙烯的氢转移副反应有较好的抑制作用。本文首先对Cu负载SSZ-13应用于MTO反应的可行性进行探究;接着使用廉价模板剂Cu-TEPA,原位合成Cu-SSZ-13分子筛,并对原料中模板剂、硅源、碱源、水源、铜源用量进行考察,采用XRD、NH3-TPD、BET、XRF、FT-IR等手段对制备的分子筛进行了表征,并对其催化MTO反应时的反应条件进行优化;对原位合成法制备的Cu-SSZ-13分子筛表面改性方式进行考察;对原位合成法制备的Cu-SSZ-13分子筛进行介... 

【文章页数】：121 页

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摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 引言
    1.2 甲醇制烯烃(MTO)典型工艺介绍
        1.2.1 UOP/Hyro MTO工艺
        1.2.2 Lurgi MTP工艺
        1.2.3 Exxon-Mobil MTO工艺
        1.2.4 大连物化所DMTO工艺
        1.2.5 中石化SMTO工艺
        1.2.6 神华SHMTO工艺
    1.3 甲醇制烯烃(MTO)的催化剂
        1.3.1 ZSM-5分子筛
        1.3.2 SAPO-34分子筛
        1.3.3 SSZ-13分子筛
    1.4 SSZ-13分子筛合成方法
        1.4.1 水热合成法
        1.4.2 晶体转化法
        1.4.3 固相合成法
        1.4.4 Cu-SSZ-13分子筛的合成
    1.5 甲醇制烯烃(MTO)反应历程及机理
        1.5.1 直接C-C键生成机理
        1.5.2 间接C-C键生成机理
    1.6 多级孔结构分子筛
    1.7 本文研究思路及主要内容
第二章 实验部分
    2.1 实验原料及仪器
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 分子筛的合成步骤
        2.2.2 分子筛的改性步骤
    2.3 分子筛的测试方法
        2.3.1 分子筛的表征方法
        2.3.2 分子筛的MTO性能评价方法
第三章 Cu-SSZ-13合成条件考察及其MTO性能研究
    3.1 引言
    3.2 Cu负载SSZ-13应用于MTO反应可行性研究
        3.2.1 催化剂的制备
        3.2.2 催化剂的表征
        3.2.3 MTO催化性能
    3.3 Cu-TEPA用量对Cu-SSZ-13合成及性能的影响
        3.3.1 催化剂的制备
        3.3.2 催化剂的表征
        3.3.3 MTO催化性能
    3.4 硅溶胶用量对Cu-SSZ-13合成及性能的影响
        3.4.1 催化剂的制备
        3.4.2 催化剂的表征
        3.4.3 MTO催化性能
    3.5 NaOH用量对Cu-SSZ-13合成及性能的影响
        3.5.1 催化剂的制备
        3.5.2 催化剂的表征
        3.5.3 MTO催化性能
    3.6 H_2O用量对Cu-SSZ-13合成及性能的影响
        3.6.1 催化剂的制备
        3.6.2 催化剂的表征
        3.6.3 MTO催化性能
    3.7 Cu用量对Cu-SSZ-13合成及性能的影响
        3.7.1 催化剂的制备
        3.7.2 催化剂的表征
        3.7.3 MTO催化性能
    3.8 催化剂反应条件考察
        3.8.1 反应温度对MTO评价的影响
        3.8.2 催化剂粒径对MTO评价的影响
        3.8.3 反应空速对MTO评价的影响
        3.8.4 小结
第四章 Cu-SSZ-13的表面改性及其MTO性能
    4.1 引言
    4.2 实验方法
    4.3 催化剂的表征
        4.3.1 XRD结果分析
        4.3.2 XRF结果分析
        4.3.3 ICP结果分析
        4.3.4 孔结构分析
        4.3.5 H_2-TPR结果分析
        4.3.6 NH_3-TPD结果分析
    4.4 MTO催化性能
    4.5 小结
第五章 Cu-SSZ-13的介孔改性及其MTO性能
    5.1 引言
    5.2 催化剂的制备
    5.3 催化剂的表征
        5.3.1 XRD结果分析
        5.3.2 TG-DTG结果分析
        5.3.3 孔结构分析
        5.3.4 XRF结果分析
        5.3.5 NH_3-TPD结果分析
    5.4 催化剂失活物种的表征
        5.4.1 TG结果分析
        5.4.2 UV-Raman结果分析
        5.4.3 GC-MS结果分析
    5.5 MTO催化性能
    5.6 小结
第六章 结论与展望
    6.1 本文的总结
    6.2 本文的展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的论文
作者和导师简介
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]甲醇制烯烃催化剂SAPO-34合成方法的研究进展[J]. 王姗姗,窦倩,裴婷,张新庄,刘志玲.  石油化工应用. 2019(07)
[2]不同孔结构拟薄水铝石合成SAPO-34分子筛及其MTO反应性能[J]. 丁佳佳,刘红星,张玉贤.  石油化工. 2018(10)
[3]我国煤制烯烃产业发展研究[J]. 刘凌云,周明.  现代盐化工. 2018(05)
[4]干胶转化法合成整体式SSZ-13分子筛[J]. 冯晴,裴仁彦,刘红光,于海斌,张丽娟,张耀日.  化工学报. 2017(03)
[5]甲醇制烯烃技术进展及发展建议[J]. 徐瑞芳,张变玲,张亚秦,刘弓,郝西维,陈亚妮.  天然气化工（C1化学与化工）. 2016(04)
[6]微波辐射法制备Cu-SSZ-13催化剂及其对柴油车尾气NOx的脱除[J]. 俞华峰,张国佩,韩丽娜,常丽萍,鲍卫仁,王建成.  物理化学学报. 2015(11)
[7]硅铝比对ZSM-5分子筛催化甲醇制烯烃性能的影响[J]. 潘红艳,田敏,赵敏,刘秀娟,花开慧,林倩.  天然气化工（C1化学与化工）. 2015(01)
[8]碱金属改性对SAPO-34分子筛催化性能的影响[J]. 商红岩,张青青,尤培培,左飞,王玲玲,李昭清,张佳佳,刘晨光.  化工学报. 2015(04)
[9]介孔SSZ-13催化剂的合成以及在甲醇制烯烃反应中的应用[J]. 由慧玲,程涛,姚远.  化工中间体. 2014(06)
[10]Cu-SSZ-13分子筛对甲醇转化制烯烃反应的性能[J]. 苏玉,李渊,邓云水,李晓庆.  石油化工. 2013(10)

硕士论文
[1]SSZ-13分子筛的优化合成及其MTO催化性能研究[D]. 张翊.太原理工大学 2018
[2]固相合成硅铝分子筛及其催化反应的研究[D]. 王雄.浙江大学 2015
[3]SAPO-34分子筛的尺寸和形貌对其在甲醇制烯烃反应中催化表现影响的研究[D]. 杨国炬.吉林大学 2013



本文编号：3680026