合成气直接制备低碳烯烃催化剂研究进展

以合成气一步法制备低碳烯烃的催化剂研发进展为切入点,归纳总结了一步法制备低碳烯烃的几类催化,包括双功能催化剂、铁基催化剂和钴基催化剂;重点阐述了设计合成催化剂过程中其性能的影响因素,如催化剂活性组分、载体、助剂、结构设计及制备方法;此外,还指出当前合成气一步法制备低碳烯烃催化剂的攻关难点,即克服产物分布影响、增加低碳烯烃的选择性。     

基于C1化学的低碳烯烃合成技术研究进展

介绍了基于C1化学的低碳烯烃合成反应机理研究进展。常规FTO路线的合成气直接转化制取低碳烯烃工艺产物组成受ASF分布规律限制,副产物CH4、饱和烷烃选择性高,目标产物C=2~C=4选择性很难突破58%。基于MTO催化机理的核壳型Fe Mn K@SAPO-34双功能催化剂,CO最高转化率可达92.4%,总低碳烃(C2~C4低碳烃)选择性高达69.2%,C=2~C=4低碳烯烃选择性最高值达46.6%,CH4选择性最低值仅为10.5%,CO2选择性最低仅为16.8%;基于乙烯酮中间体机理的OXZEO双功能催化剂在400℃、2.5 MPa、H2/CO=2.0的反应条件下,可实现C2~C4低碳烃类总选择性94%、C=2~C=4低碳烯烃选择性80%,且CH4选择性可进一步降低至2%。此外,CH4高温分解、CH4氧化偶联、CH4无氧转化、CO2加氢等技术,也为低碳烯烃的合成开辟了新的技术路线。     

低碳烯烃异构化/芳构化反应机理研究进展

简述了分子筛催化剂上低碳烯烃异构化的单分子机理、双分子机理、假单分子机理及环状过渡态机理, 指出单分子机理和双分子机理更为大多数研究者所接受, 在低碳烯烃的异构化过程中单分子机理和双分子机理同时存在, 单分子机理是烯烃异构化的主要途径, 而双分子机理主要生成副产物。介绍了分子筛催化剂上低碳烯烃芳构化反应机理的研究进展, 指出低碳烯烃的芳构化是一个混合聚合的过程。另外, 介绍了低碳烯烃在金属改性的分子筛催化剂上的芳构化机理研究进展, 指出金属的引入导致了新的反应路径, 能有效提高烯烃的转化率和芳烃的选择性。     

合成气经由二甲醚制取低碳烯烃新工艺

项目简介：合成气经由二甲醚制取低碳烯烃新工艺方法(简称SDTO法)为国际上首创，在中试中规模获得成功。该新工艺是由两段反应构成：第一段反应是合成气(H2 CO)在所发展的金属一沸石双功能催化剂上高选择性地转化为二甲醚；第二段反应是二甲醚在所研制的新催化剂上高选择性地转化为乙、丙烯低碳烯烃，     

合成气直接法制取低碳烯烃铁基催化体系研究进展

合成气直接法制取低碳烯烃因具有原料易得、流程简单和能源效率高等优势,成为了目前合成气应用领域一个新的热门研究方向。直接法转化方式主要有经由费托合成反应直接制取低碳烯烃（FTO）路径和经由氧化物-分子筛（OX-ZEO）过程直接制取低碳烯烃的双功能催化路线。本文简述了合成气制取低碳烯烃的主要工艺流程,重点聚焦在近年来费托合成反应直接制取低碳烯烃过程中铁基催化体系的研究进展,主要讨论了通过费托合成反应制取低碳烯烃中的反应机理,以及活性相、助剂和载体等因素对铁基催化剂反应性能的影响。此外,指出了当前研究存在的高低碳烯烃选择性与高反应活性难以兼得,产物中甲烷选择性过高等不足之处并对合成气直接法制取低碳烯烃的发展方向进行了展望。     

甲醇制烯烃多级串联流化床反应器模拟

甲醇制烯烃(MTO)是现代煤化工发展的新技术,合理的甲醇制烯烃反应器操作模式可以有效提高催化剂的效率和低碳烯烃选择性。采用在工业SAPO34催化剂上实验得到的反应与失活动力学和流化床动态两相模型,结合颗粒停留时间分布模型,对MTO单一流化床反应器、二级串联及三级串联反应器进行了模拟,考察了催化剂停留时间、气固并流和气固逆流对甲醇制烯烃反应的影响。模拟结果表明:采用多级串联反应器有利于减小颗粒的返混,使出口积炭量分布更加均匀,催化剂寿命延长;二级气固逆流操作可以提高低碳烯烃选择性及出口催化剂积炭量,催化剂单位生产能力比单级反应器提高24.4%;三级串联、气固逆流反应器可以充分利用各级反应器的不同功能,使总的低碳烯烃选择性提高到79.36%(质量分数),比单级反应器提高1%,同时单位催化剂单程生产能力比单级提高31.1%。     

改性HZSM-5对甲醇制烯烃反应性能的影响研究

分别用非金属、碱金属、碱土金属、过渡金属以及稀土金属对HZSM-5催化剂进行改性,考察了改性催化剂对低碳烯烃的选择性影响,并选取改性效果较好的元素组合制备双金属改性催化剂,以进一步提高低碳烯烃的选择性。结果表明,双金属改性催化剂可明显提高C2=～C4=的总烯烃选择性,副产物得到了有效抑制。其中,钾-钙改性后丙烯的选择性最好,从25%提高到42%;钙-铈改性后,乙烯选择性较高,从25%提高到43%;钾-锌和钙-锌改性后,低碳烯烃选择性下降,二甲醚的选择性呈现不断上升趋势,从5%提高到60%左右。改性催化剂对反应过程的影响从一定程度上验证了本文提出的MTO反应网络。     

合成气一步法制低碳烯烃工艺及催化剂研究进展

综述合成气一步法制低碳烯烃工艺及催化剂的研究进展,总结一步法制低碳烯烃的不同种类催化剂,包括铁基催化剂、钴基催化剂和双功能OX-ZEO金属氧化物-分子筛催化剂。对催化剂活性组分、载体、助剂等的相互作用关系进行分析,介绍目前两项最新完成的工业侧线试验结果。     

碱金属改性对SAPO-34分子筛催化性能的影响

通过等体积浸渍法,制备得到碱金属(Li、Na、K、Rb、Cs)改性的SAPO-34催化剂。并在常压连续固定床反应器上评价了各催化剂的甲醇制低碳烯烃(MTO)的性能,同时对催化剂进行了XRD、FT-IR、NH₃-TPD等表征分析。结果表明,碱金属负载量为2%时,除Cs离子改性的催化剂低碳烯烃的选择性和寿命有所降低外,其他碱金属离子改性的SAPO-34催化剂低碳烯烃的选择性和寿命都有了明显的提高,尤其是Li离子改性的催化剂乙烯+丙烯的选择性达77%左右,寿命相对延长了2.5倍;将该催化剂再生3次后乙烯、丙烯的选择性几乎保持不变。     

合成气一步法制低碳烯烃研究新进展

简述了近5年来合成气一步法制低碳烯烃的2种路线,分别为经由费托反应制低碳烯烃的FTO路线和经由氧化物-分子筛(OX-ZEO)过程制低碳烯烃的双功能催化路线。重点论述了上述2种路线催化剂的研究进展,并对合成气一步法制低碳烯烃的进一步研究进行了展望。