介孔ZSM-5分子筛的合成及其催化乙醇和油酸制备低碳烯烃的应用研究

发布时间：2024-05-11 23:13

　　低碳烯烃是石油化工行业最为重要的基础原料之一,目前,低碳烯烃的生产方法主要有石脑油蒸汽裂解和催化裂解。伴随着低碳烯烃需求量的不断增加和化石燃料的日益枯竭,开发非石油路线制备低碳烯烃新技术已是大势所趋。乙醇和油酸皆来源于生物质,具有价格低廉、来源广泛以及可再生等优点,必将成为替代石油资源生产低碳烯烃的潜在原料。传统的微孔ZSM-5因为其较小的开口孔径和较长的通道,用于催化裂解容易对大分子原料造成扩散限制,从而影响了大分子原料的转化和裂解效率。本文采用水热合成法制备了具有不同孔径的三种介孔ZSM-5分子筛(硅铝比为200):MZSM-5-A、MZSM-5-B和MZSM-5-C,其主孔径分别为4.8nm、16nm和为22nm,采用XRD、SEM、N2吸附-脱附法、ICP-OES、NH3-TPD、Py-IR等对合成样品进行了表征,并与传统微孔ZSM-5分子筛(HZSM-5)进行比较。接着以乙醇和油酸为原料,研究催化剂酸性和孔结构对乙醇和油酸催化裂解制低碳烯烃反应性能的影响,进一步探究反应温度、重时空速以及载气种类对低碳烯烃产量和选择性的影响。催化剂表征结果表明,四种样品的外比表面积和介孔孔容的...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 概述
    1.2 低碳烯烃生产方法
        1.2.1 石油资源制烯烃
        1.2.2 煤经甲醇制烯烃
        1.2.3 天然气制烯烃
    1.3 生物质能及其利用现状
        1.3.1 生物质能简介
        1.3.2 生物质能利用现状及前景
        1.3.3 生物质制低碳烯烃概况
    1.4 ZSM-5分子筛研究综述
        1.4.1 ZSM-5分子筛简介
        1.4.2 ZSM-5分子筛的合成方法
        1.4.3 介孔ZSM-5分子筛研究进展
    1.5 研究目的及内容
第二章 介孔ZSM-5分子筛的制备和表征
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂与仪器
        2.2.2 介孔ZSM-5分子筛的制备
        2.2.3 表征方法
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.3.2 扫描电镜分析(SEM)
        2.3.3 N₂吸附-脱附等温线
        2.3.4 氨气程序升温脱附(NH3-TPD)
        2.3.5 吡啶-红外光谱分析(Py-IR)
    2.4 本章小结
第三章 乙醇催化转化制备低碳烯烃的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品、仪器和装置
        3.2.2 催化剂性能评价
        3.2.3 产物分析方法
        3.2.4 催化剂稳定性评价
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 氮气氛围中乙醇催化转化制低碳烯烃的反应研究
        3.3.2 水蒸汽氛围中乙醇催化转化制低碳烯烃的反应研究
        3.3.3 乙醇催化反应机理研究
    3.4 本章小结
第四章 油酸催化裂解制备低碳烯烃的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验药品、仪器和装置
        4.2.2 催化剂性能评价
        4.2.3 产物分析方法
        4.2.4 催化剂稳定性评价
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 氮气氛围中油酸催化裂解制低碳烯烃的反应研究
        4.3.2 水蒸汽氛围中油酸催化裂解制低碳烯烃的反应研究
        4.3.3 油酸催化裂解反应机理研究
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文情况



本文编号：3970509