草酸溶液处理对SAPO-34分子筛物性和催化性能的影响

用XRD、SEM、N₂物理吸附、XRF、ICP-AES以及NH₃-TPD、FT-IR、固体NMR和固定床甲醇制烯烃技术（MTO）反应评价等表征手段,研究了草酸溶液处理对SAPO-34分子筛的改性作用。结果表明,用草酸溶液对SAPO-34分子筛进行后处理可以通过刻蚀骨架在晶体中产生大孔,调变孔道结构,改善微孔扩散性能;选择性地降低分子筛的骨架硅含量,从而降低分子筛的酸强度和酸中心密度。将改性前后的分子筛应用于MTO反应中。评价结果表明,适度的酸处理能够在保证分子筛收率和乙烯、丙烯选择性的前提下,明显提高催化剂的单程寿命。草酸溶液处理是一种值得研究的SAPO-34分子筛后处理改性方法和MTO催化剂制备手段。     

硅改性拟薄水铝石合成SAPO-34分子筛的研究

SAPO-34分子筛常用于甲醇制烯烃（MTO）反应中。以硅酸钠、硝酸铝和氨水为原料采用碱滴酸加料方式制备一种硅改性拟薄水铝石,再以硅改性拟薄水铝石为硅源和铝源、磷酸（H₃PO₄）为磷源、四乙基氢氧化铵（TEAOH）为模板剂采用水热合成法制备SAPO-34分子筛。采用XRD、SEM、FT-IR、NH₃-TPD等表征手段对合成的硅改性拟薄水铝石及SAPO-34分子筛进行表征并对其MTO催化性能进行评价。结果表明,在硅铝物质的量比为0.08~0.5时,硅的引入对合成纯相拟薄水铝石无影响,但硅的引入量对拟薄水铝石的结晶度及形貌有一定影响;在硅铝物质的量比为0.2~0.5时,以硅改性拟薄水铝石为硅源和铝源可以合成纯相SAPO-34分子筛,MTO催化反应甲醇转化率可达99%以上,双烯选择性最高达87%以上,并拥有较高的乙烯选择性。     

复合模板剂制备片状SAPO-34分子筛及催化MTO反应

采用三乙胺为主模板剂、双端氨基聚乙二醇800为辅助模板剂制备出片状SAPO-34分子筛,使用XRD、SEM、BET及NH₃-TPD对样品进行表征;并考察在甲醇制烯烃反应中的催化性能。结果表明,所合成的片状SAPO-34分子筛具有较大的比表面积(720 m²/g)和适中的酸性。在催化甲醇制烯烃反应中表现出较长的寿命,甲醇转化率达到99%以上,乙烯和丙烯(双烯)选择性达到80%以上。     

复合模板剂诱导合成SAPO-34分子筛及其MTO性能研究

利用传统水热合成方法,分别采用单一模板剂、混合模板剂合成纯相SAPO-34分子筛,采用XRD、BET、SEM、NH3-TPD和FTIR对样品进行表征,考察其在甲醇制烯烃反应中的催化性能。结果表明,混合模板剂诱导合成的SAPO-34分子筛具有较小的颗粒尺寸,较大的比表面积和适宜的酸性,可以在MTO反应中表现出更优的催化性能。结果发现,MORTEAOH混合模板剂合成的SAPO-34分子筛的催化寿命达320 min,双烯选择性超过82%。     

硅含量对氯甲烷制取低碳烯烃的SAPO-34分子筛酸性的影响

以三乙胺-四乙基氢氧化铵为复合模板剂,合成了不同硅含量的SAPO-34分子筛,并采用XRD、NH₃-TPD、以及²⁹Si MASNMR等方法对其进行了表征,最后考察了不同硅含量SAPO-34分子筛催化转化氯甲烷制取乙烯、丙烯的反应性能。结果表明:硅铝比在0.10~0.80时,均能合成规整的SAPO-34立方晶粒;硅铝比低于0.05或高于1.00时,易伴随形成片状和无定形晶相。当硅铝比为0.6时,SAPO-34的结晶度最大,微孔比表面积为588m²/g,微孔体积为0.267cm³/g。硅铝比从0.05到0.60逐渐增大时,SAPO-34酸强度和酸数目明显增多,继续增大硅铝比,酸强度增强,弱酸数目减少。在T=425℃、氯甲烷WHSV=2.73h^-1时,对所合成SAPO-34分子筛催化氯甲烷的反应性能进行了评价,随硅铝比增大,SAPO-34的酸性增强,氯甲烷的初始转化率逐渐升高,然而二次反应加剧致使乙烯丙烯选择性略有下降。     

双模板剂调控SAPO-34对1-丁烯催化裂解的影响

利用水热合成法,通过调控模板剂吗啡啉和四乙基氢氧化铵物质的量比[n(MOR)∶n(TEAOH)]合成出不同SAPO-34分子筛。采用XRD、SEM、NH₃-TPD等测试方法对合成样品进行表征,并考察其在1-丁烯催化裂解制丙烯反应中的催化性能。结果表明,双模板剂相比单模板剂制得的SAPO-34分子筛具有不同的酸性和颗粒尺寸,适宜的[n(MOR)∶n(TEAOH)]可以协同SAPO-34分子筛有更弱的酸强度和B酸酸位,从而抑制裂解过程中氢转移反应的发生。当n(MOR)∶n(TEAOH)=2.0∶0.5时可以最大程度的提升丙烯产率和选择性,在1-丁烯催化裂解制丙烯中具有最高的丙烯产率和丙烯选择性,分别为37.03%和45.78%,可以有效应用于1-丁烯催化裂解反应。     

SAPO-18分子筛的快速合成及其甲醇制烯烃性能

在水热合成SAPO-18分子筛的过程中,通过在合成凝胶中加入过硫酸钾来加速SAPO-18分子筛的结晶。借助ESR、XRD、SEM、FTIR和NH_3-TPD对分子筛的结晶过程和所制备的分子筛样品进行表征,并通过固定床反应器评价所制备的SAPO-18样品对甲醇转化制备低碳烯烃(MTO)反应的催化性能。考察了加入过硫酸钾的量对SAPO-18分子筛样品及其MTO催化性能的影响。实验结果表明,合成凝胶中适量过硫酸钾的加入,使得体系中羟基自由基(·OH)数量增多,SAPO-18分子筛的结晶度提高,形貌变好。此外,通过评价SAPO-18分子筛催化MTO过程发现,合成凝胶中加入过硫酸钾后寿命显著增长。     

用于催化甲醇制烯烃的SAPO-34分子筛合成的研究进展

介绍了用于催化甲醇制烯烃的SAPO-34分子筛合成的研究近况。SAPO-34分子筛的合成过程是影响其晶粒尺寸、酸性强弱等物化性能的重要因素, 因而是影响其催化性能的关键因素。本文详细叙述了原料配比及其种类、模板剂、F^-等合成因素对SAPO-34分子筛物化性能及其MTO反应催化性能的影响。针对SAPO-34合成及其催化性能优化的新技术, 综述了SAPO-34分子筛的金属改性及其超声波、微波辅助合成的特点和效果, 指出通过研发新的模板剂及其助剂、改性或制备新工艺进而改善分子筛的酸性、提高其烯烃选择性、延长催化反应寿命、降低合成成本是SAPO-34今后研发的重要方向。     

再生时间对甲醇制烯烃催化剂水蒸气再生过程的影响

对甲醇制烯烃（MTO）过程失活催化剂采用水蒸气再生不仅可以减少二氧化碳排放,而且能提高低碳烯烃选择性,具有很好的应用前景。本文针对工业MTO过程使用的SAPO-34分子筛催化剂,研究了再生时间对水蒸气再生过程的影响。采用XRD、NH₃-TPD、TGA、FTIR、GC-MS以及N₂物理吸脱附表征手段对再生催化剂样品的晶体结构、酸性、残炭性质以及结构参数进行了表征,并考察再生催化剂的MTO反应性能。结果表明,再生时间越长,再生催化剂上残炭量越低,其酸性、比表面积和孔结构等能较好地恢复,在MTO反应中表现出更长的催化寿命。在再生过程中,催化剂上的残炭物种由芘、菲等大分子量的有机物转变为对MTO具有反应活性的萘等小分子有机物;但是可溶性残炭物种随着再生时间的延长而减少,从而使得初始低碳烯烃选择性有所降低。     

硅源对ZSM-5分子筛合成和催化性能的影响

为了考察硅源对ZSM-5分子筛合成和催化性能的影响,分别采用白炭黑、硅胶、硅溶胶和单分散SiO₂为硅源合成ZSM-5分子筛,对合成的ZSM-5分子筛进行XRD、SEM、BET和NH₃-TPD表征,并以C₄烯烃为原料评价合成的ZSM-5分子筛的催化裂解性能。结果表明,以硅溶胶为硅源合成的ZSM-5分子筛具有较好的结晶度和催化活性。水热处理使分子筛酸量减少,孔容缩小,改善了分子筛的乙烯丙烯选择性。经600 ℃水热处理4 h的ZSM-5分子筛在常压、580 ℃和空速9 h^-1反应条件下,丁烯催化裂解为乙烯和丙烯平均转化率为90.2%,乙烯和丙烯总收率达61.1%。     

Synthesis, characterization and catalytic performance of metal-incorporated SAPO-34 for chloromethane transformation to light olefins

SAPO-34 and MeAPSO-34s (MeCo, Mn, Fe) molecular sieves have been synthesized and used as catalysts for chloromethane transformation to light olefins. The influences created by metal incorporation are characterized with XRD, XRF, SEM, NMR, TG and H₂-TPR. The synthesized MeAPSO-34s have the same CHA topology structure, while metal incorporation gives rise to the increase of unit cell parameter and crystalline particle size. The coexistence of metal species in the synthesis starting gel has effect on the Si substitution into AlPO framework. Co, Mn or Fe incorporation generates a negligible difference on the chemical shift in ³¹P and ²⁷Al MAS NMR. ²⁹Si MAS NMR study has demonstrated that metal incorporation favors the Si island formation, predicting the stronger acidity. The reducibility of metal species in the synthesized MeAPSO-34s has been investigated by H₂-TPR with the comparison of metal-impregnated SAPO-34. Two weight losses in TG analysis from template decomposition in diluted oxygen suggest different chemical location of template molecules in the molecular sieves. For MeAPSO-34, more template removal occurrence at high temperature range indicates stronger template-framework interaction and stronger acidity than SAPO-34 after calcinations. All the SAPO-34 and MeAPSO-34 molecular sieves are very active and selective catalyst for light olefins production. Metal incorporation improves the catalyst life and favors the ethylene and propylene generation. These catalytic properties enhancements are possibly related to the mechanism of chloromethane conversion with deposited coke species as reaction center.     

Study of Mn incorporation into SAPO framework: Synthesis, characterization and catalysis in chloromethane conversion to light olefins

MnAPSO-34 molecular sieve has been synthesized with triethylamine as the template, characterized with XRD, XRF, ³¹P, ²⁷Al and ²⁹Si NMR and FT-IR techniques and compared with SAPO-34. The template decomposition and removal have been investigated with TG–DTG–DSC coupled with mass spectrometer. Mn incorporation generates a negligible difference on the chemical shift in ³¹P and ²⁷Al MAS NMR, while an effect on the intensity of resonance peaks is revealed. ²⁹Si MAS NMR study has demonstrated that Mn incorporation favors the Si island formation, which may give rise to the stronger acidic sites. The thermal analysis (TG–DSC) on template removal in a diluted oxygen atmosphere, leading to the formation of CO₂, NO and H₂O, showed, besides a low temperature endothermic weight loss due to the desorption of water, two weight losses (200–400 and 400–600 °C) for SAPO-34 and MnAPSO-34, suggesting two different chemical location environments of template molecules in these two molecular sieves. The quantity of template removed at higher temperature range is much higher in MnAPSO-34, indicating stronger template–framework interaction and stronger acidity after calcination. The acid difference caused by Mn incorporation has also been evidenced by ammonia adsorption evaluated by FT-IR. Chloromethane transformation was carried out over MnAPSO-34 and SAPO-34 and the catalytic performance showed that both molecular sieves are very active and selective catalyst for light olefins production. MnAPSO-34 demonstrated higher activity and light olefins selectivity.     

硅源用量对SAPO-18分子筛合成及催化性能的影响

采用水热合成法,以N,N-二异丙基乙胺为模板剂合成SAPO-18分子筛,并用X射线衍射、X射线荧光光谱、扫描电子显微镜、NH3程序升温脱附及N2吸附-脱附等对其结构进行表征,系统研究合成凝胶中硅源用量对SAPO-18分子筛合成及其在甲醇制烯烃反应中催化性能的影响。结果表明,在晶化温度453 K、晶化时间96 h和合成凝胶中0.3≤n(Si O2)∶n(Al2O3)≤1.2条件下,能合成出纯相的SAPO-18分子筛,其中,当n(Si O2)∶n(Al2O3)=0.6,在反应时间135 min时,合成的SAPO-18分子筛具有较高的双烯选择性(乙烯+丙烯)。合成凝胶中硅源的用量对SAPO-18分子筛酸性有显著影响,适当增加分子筛中强酸比有助于提高乙烯和丙烯选择性,但缩短催化剂寿命。     

Characterization of SAPO-11 and SAPO-31 synthesized from aqueous and non-aqueous media

Medium-pore SAPO-11 and SAPO-31 molecular sieves were synthesized from aqueous and non-aqueous (ethylene glycol) media. All the samples were characterized by XRD, SEM, N₂ adsorption (BET analysis), TGA-DTA, pyridine-TPD, ²⁷Al MAS-NMR, and ²⁹Si MAS-NMR. The samples synthesized from non-aqueous medium possess higher acidity due to higher substitution of Si⁴⁺ at P⁵⁺ sites and less silica island formation, as evidenced from ²⁹Si MAS-NMR spectra. It is possible to incorporate more silicon in the samples by synthesis in ethylene glycol medium. The SAPOs synthesized from non-aqueous medium show higher activity for the isomerization of m-xylene.     

Transalkylation of Multi-secbutylbenzenes with Benzene over Hierarchical Beta Zeolite

A hierarchical beta zeolite synthesized by quasi-solid phase conversion method was characterized by BET, scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), X-ray diffraction (X...     

SAPO-34分子筛催化剂制备及发展现状

乙烯和丙烯作为重要的化工原料,在经济发展中的需求量越来越大。在石油资源越来越匮乏的今天,甲醇制烯烃作为一种可以代替常规石油路线生产低碳烯烃的新工艺受到广泛关注。SAPO-34分子筛因为高甲醇转化率和优良烯烃选择性成为当前甲醇制烯烃工艺催化剂的研究重点。合成SAPO-34分子筛的影响因素有模板剂、合成原料和反应条件等。通过调节分子筛粒径尺寸、酸性、金属改性可以实现分子筛的性能优化。介绍了SAPO-34分子筛催化剂常用的制备方法和一些分子筛催化剂改进的专利。使用一定时间后催化剂由于积炭而失活,再生工艺目前主要采用烧焦再生。2011年,神华煤制烯烃示范工程进入工业化运行,近年陆续有多套甲醇制烯烃装置投产和在建,煤制烯烃正在改变中国聚烯烃市场格局。