丁烯催化制丙烯改性ZSM-5催化劑的研究.pdf

1、本文采用P、Ba、La和W對HZSM-5進行改性，制備了P-ZSM-5催化劑、PBa-ZSM-5催化劑、La-ZSM-5催化劑和W-ZSM-5催化劑，采用XRD、BET、NH<,3>-TPD、FT-IR等技術對改性后的各催化劑進行了表征，并在氣固微反裝置上對改性催化劑催化丁烯制丙烯的反應性能進行了評價。結果表明： P-ZSM-5催化劑中的最佳P含量為1.0％，在丁烯催化制丙烯反應中丙烯的平均選擇性和收率分別達到39.4％和32.

2、4％，丙烯和乙烯的總收率為44.2％，與HZSM-5催化劑的催化性能相比有了明顯的提高。引入的P與HZSM-5催化劑上的-OH形成-POH，使催化劑上的酸強度和強酸中心數(shù)目逐漸減少，P的添加對催化劑的強B酸中心的影響更為明顯；催化劑上強酸中心數(shù)目減少，有利于丙烯選擇性的增加。在不同溫度下對P-ZSM-5催化劑進行了水蒸氣處理，發(fā)現(xiàn)P-ZSM-5催化劑具有良好的水熱穩(wěn)定性。580℃下水蒸氣處理的P-ZSM-5催化劑表現(xiàn)出最佳的催化性能：丙

3、烯的平均選擇性和收率分別為44.8％和34.6％，丙烯和乙烯的總收率為47.6％。適當?shù)乃魵馓幚頊囟葘-ZSM-5催化劑的微孔結構有一定的疏通作用，增強了催化劑的容碳能力，降低了催化劑上的積炭。水蒸氣處理后P-ZSM-5催化劑的總酸量明顯下降，強酸中心數(shù)目進一步減少，弱酸在總酸量中所占的比例明顯增加。 PBa-ZSM-5催化劑中Ba的最佳添加量為0.5％，催化反應中丙烯的平均選擇性和收率分別達到42.3％和33.5％，丙烯和

4、乙烯的總收率為45.8％，比P-ZSM-5的催化性能有了進一步的改善。Ba的添加，使P-ZSM-5催化劑上的酸強度減弱和酸中心數(shù)目減少，Ba對催化劑的L酸中心的調變更為明顯。當P-ZSM-5催化劑上Ba含量大于0.5％后，Ba的添加對催化劑的酸性的調節(jié)作用變小。 La-ZSM.5催化劑中La的最佳負載量為2.3％，催化反應中丙烯的平均選擇性和收率分別為40.8％和33.5％，丙烯和乙烯的總收率為46.6％。La的添加，改變了HZ

5、SM-5催化劑上的酸分布，減弱了催化劑的酸強度，減少了強酸中心數(shù)目，催化劑上生成了部分中等強度的酸位，催化劑弱酸量的增加有利于反應中丙烯選擇性的提高；有部分La進入了分子篩孔道，使催化劑具有一定的"空間擇形"效應：同時La對積炭有一定的轉換能力，增強了催化劑的抗積炭性能。 W-ZSM-5催化劑中W的最佳添加量為3.6％，催化劑表現(xiàn)出最佳的催化性能：丁烯的平均轉化率為82.7％，丙烯的平均選擇性和收率分別達到45.2％和37.2％