采用NH_(3)-程序升温脱附法进行甲醇制烯烃催化剂的酸性测定

甲醇制烯烃(MTO)反应是典型的酸催化反应,其以分子筛为活性中心,常见分子筛为SAPO-34分子筛,其酸性中心对催化剂的催化性能有重要的影响。程序升温脱附法(TPD)作为一种结构简单、便于定性定量分析的表征技术广泛应用于MTO催化剂材料的表征。采用TPD对甲醇制烯烃MTO催化剂的酸性进行测定,采用NH_(3)作为探针分子,分别研究了MTO催化剂粒径范围、装填量、TPD升温速率、TPD载气流速、升温速率、探针分子吸附温度和脱附初始温度等因素对酸性位及酸量测定结果的影响,并进行了吸附活化能的测定。实验结果显示优选实验条件为:粒径范围0.25~2.000 mm、升温速率10~15℃/min,载气流速30~40 mL/min, MTO催化剂装填量0.15~0.2 g,升温速率10~15℃/min,吸附温度和脱附初始温度100~110℃。

甲醇制烯烃反应催化剂积碳分析方法的概述

综述了甲醇转化制烯烃工艺中,不同催化剂和工艺开发阶段(微型固定床反应体系、固定流化床反应体系、循环流化床反应体系)的积碳行为;同时综述了积碳物种的定性、定量分析技术,定性分析技术包括NMR技术、IR光谱技术、拉曼光谱技术、UV-Vis光谱/共焦与荧光显微技术和酸溶/萃取/GC-MS技术;定量分析技术包括燃烧-红外检测法、TG分析法、程序升温氧化-色谱法和声波检测法;同时对积碳物种的碳氢比进行了分析。

热重分析法测定甲醇制低碳烯烃催化剂中的积炭

建立了热重分析测定甲醇制低碳烯烃催化剂中积炭含量的方法。考察了仪器分析参数、试样量等分析条件对积炭量的影响,同时采用标准炭黑进行比对,考察了分析方法的准确性。实验结果表明,该分析方法准确可靠,重复性好,可应用于工业分析满足甲醇制低碳烯烃催化剂中积炭量测定的要求。

MTO废催化剂SAPO-34的再生

采用干凝胶转化法对甲醇制烯烃(MTO)废催化剂SAPO-34进行再生,将SAPO-34分子筛晶化所需的硅、铝、磷原料同时作为黏结剂使用,经干凝胶转化制备出再生催化剂,并对催化剂进行了表征及MTO反应活性评价。表征结果显示,再生催化剂的晶体结构、微观形貌、粒径分布、孔结构、耐磨性及酸中心均得到了恢复与改善,磨损指数可达0.35%/h。实验结果表明:在催化剂加入量为1.0 g、进气中甲醇质量分数为95%、甲醇质量空速为3 h-1、反应温度为450℃、反应压力为常压的条件下,再生催化剂的甲醇转化率接近100%,双烯(乙烯和丙烯)选择性较废催化剂提高了约3百分点,可达87%以上;同时,再生催化剂的寿命也较废催化剂有了明显改善。

关于甲醇制烯烃反应催化剂再生动力学的探索

本文主要结合实验,展开对甲醇制稀烃反应催化剂再生动力学的探究。通过失活SAPO-34催化剂的烧炭再生动力学模型的分析,构建相关的宏观动力学模型,这样就可以得到模型获取动力学的相关参数,进而以参数为基准展开合理的分析,如果分析数据与参数相接近,就可以进行其他数据的验证,但要确保计算后产生数据与实际数据误差控制范围在5%以内,这样才可以保证宏观动力学模型可靠。其次,要对化学试剂对外扩散产生的影响进行试验,结合甲醇制稀烃反的主要结构和实际的性质,确反应工程原理,这样就可以确定甲醇稀烃扩散有效系数为0.75,扩散效果较为明显,必须要降低扩散,避免其对反应效率产生影响。

离心喷雾干燥过程数值模拟

采用CFD软件对离心式喷雾干燥过程进行了非稳态数值模拟,对比分析了颗粒液滴喷射前后干燥塔内的温度场和含湿量等参数分布及变化情况,研究了颗粒在塔内的运动轨迹及直径分布,研究发现,数值模拟的结果与试验结果的误差在5%以内,可信度高。

低硅体系下SAPO-34分子筛的合成

以三乙胺和吗啉为模板剂,考察了硅含量和晶化温度对合成SAPO-34分子筛的影响,研究了低硅条件下SAPO-34分子筛的晶化规律。在n(SiO2)∶n(Al2O3)=0.1的低硅体系中合成出了高结晶度的SAPO-34分子筛,发现将晶化温度从200℃降至170℃更有利于低硅条件下SAPO-34分子筛的合成。根据合成结果初步认为,低硅条件下SAPO-34分子筛的合成可能符合低温成核、高温生长机理,并用分段晶化实验加以证实。实验结果表明,在低硅体系下,先在170℃晶化一段时间再在200℃晶化一段时间(总晶化时间48 h),不仅可获得高结晶度SAPO-34分子筛,且能缩短晶化时间;若将分段晶化温度顺序调换,即先在200℃晶化再在170℃晶化,则无法获得纯相SAPO-34分子筛,说明先低温后高温的分段晶化更有利于低硅体系下纯相SAPO-34分子筛的合成。