SAPO-34的改性及其在合成气制低碳烯烃中的应用

对金属氧化物与分子筛组成的双功能催化剂中的分子筛进行改性，可进一步提高合成气制低碳烯烃（STO）反应性能。采用水热法合成不同金属Me（Ce、Zn、Zr）及不同Zr掺杂量改性的SAPO-34分子筛，并与GaZrOx金属氧化物物理混合制备GaZrOx/SAPO-34双功能催化剂，考察其催化STO反应性能。采用XRD、TEM、SEM-EDS、BET、FTIR、NH3-TPD、XPS对分子筛表征发现，不同金属改性的分子筛均合成了具有CHA结构的SAPO-34，掺杂Zr提高了分子筛的相对结晶度，减小了颗粒尺寸。Zr掺杂量为1.0%（n(ZrO2)与n(Al2O3)的物质的量比为1:100）时合成的1.0%ZrSP-34分子筛颗粒尺寸最小，平均粒径为0.53 μm，且强酸量适中（1.34 mmol/g）；掺杂2% Zr时导致多余的Zr以ZrO2形式存在于分子筛表面，覆盖了强酸中心。与未改性的SAPO-34相比，采用掺杂1.0% Zr合成的1.0%ZrSP-34制备GaZrOx/1.0%ZrSP-34双功能催化剂，可使CO转化率从14.2%增加到21.2%，低碳烯烃选择性从71.0%提高至82.4%，且该催化剂反应60 h后未出现明显失活。     

碱溶液改性ZSM-5分子筛直接催化合成气制低碳烯烃

通过Na和K等碱金属溶液对ZSM-5载体进行离子交换改性,采用等体积浸渍法制备合成气制低碳烯烃铁基催化剂,采用N2吸附-脱附、SEM、XRD、TPR等测试手段对催化剂进行表征。在固定床催化反应装置中考察了铁基催化剂在纯氢气氛围中预还原4 h后,在325℃、1. 5 MPa、气体空速为1 200 h-1、V(H₂)∶V(CO)=2∶1条件下进行合成气制低碳烯烃的催化性能研究。结果表明,改性后载体孔径变大,加速原料气在催化剂的内部扩散,产物烯烃可及时析出,避免二次反应生成烷烃,提高了CO的转化率和烯烃的选择性。通过碱金属对ZSM-5的改性,合成气的转化率可提高30%～40%,转化率与碱金属活性成正比。此外,催化剂的催化活性随KOH溶液浓度的增加先增加后降低,当KOH溶液浓度为0. 1 mol/L时,CO+H₂的转化率和烯烃的选择性均最高,分别为81. 84%和49. 67%。     

合成气制低碳烯烃研究进展

国内低碳烯烃产业发展受资源、技术发展及环境状况等因素影响,合成气制低碳烯烃已经成为非石油路线制备烯烃的新途径。阐述了间接法和直接法制低碳烯烃2种工艺的特点,其中直接法具有流程短、效率高、能耗低等优点,成为合成气制低碳烯烃研究热点。展望了今后合成气制低碳烯烃的研究方向,指出合成气制低碳烯烃今后的研究重点为提高催化剂的可靠性、降低催化剂成本。     

合成气直接制低碳烯烃研究进展

评述了近年来有关合成气直接制取低碳烯烃的研究进展,对涉及的费托合成反应、反应机理及限制因素ASF分布进行了总结归纳,着重对较有潜力的催化剂按照活性金属、载体进行了详细的分类,对低碳烯烃选择性的影响因素——催化剂中金属活性组分、助剂及载体孔道结构与酸性的影响进行总结分析,最后考察了目前合成气直接制取低碳烯烃的工艺条件,如反应器类型、反应温度、空速及压力对反应活性及选择性的影响,以期为高选择性、高活性催化剂的研制提供必要的理论参考和实验信息。     

导向剂法合成SAPO-34分子筛及其在甲醇制烯烃中的性能

在传统水热合成法基础上,采用预制晶种导向剂的方法成功合成SAPO-34分子筛,通过XRD、BET和SEM等手段对样品进行表征,并研究在甲醇转化制烯烃反应中的催化性能。甲醇制烯烃结果表明,催化剂的使用寿命延长,乙烯和丙烯总选择性较高,与传统方法相比,可大幅度降低模板剂用量,最大降幅约40%。     

合成气制低碳烯烃铁基催化剂制备研究现状

论述了合成气制低碳烯烃铁基催化剂的研究现状,并对未来的发展前景进行展望,以期为铁基催化剂的进一步研究提供参考。     

用于甲醇制烯烃SAPO-34分子筛的研究进展

具有CHA结构的SAPO-34分子筛因其优异的理化性质被认为是甲醇制烯烃(MTO)工艺的最佳催化剂,但CHA结构中狭窄的八元环孔会限制扩散,使催化剂易于失活降低使用寿命.本文从构建多级孔结构和减小分子筛粒径入手,综述了具有优异的MTO催化性能的多级孔和纳米级SAPO-34分子筛的最新进展,分析不同制备方法对SAPO-3...     

甲醇制烯烃催化剂SAPO-34分子筛的制备和喷雾成型

SAPO-34分子筛用于催化甲醇转化制烯烃,乙烯和丙烯选择性高,是很好的甲醇制烯烃催化剂。由于SAPO-34分子筛失活速率快,甲醇制烯烃反应器通常是连续循环再生的流化床反应器,SAPO-34分子筛必须喷雾成型并达到一定抗磨强度后才能使用。在50 L反应釜合成了SAPO-34分子筛,并在中试喷雾装置上,以SAPO-34为活性组分喷雾成型甲醇制烯烃催化剂。结果表明,喷雾成型甲醇制烯烃催化剂的抗磨损指数为1.58%·h-1,抗磨性能达到工业应用要求,与两种工业甲醇制烯烃催化剂对比,喷雾成型甲醇制烯烃催化剂寿命最长,达260 min,乙烯、丙烯选择性以及乙烯+丙烯总选择性在对应的各个反应时间点均最高,260 min分别达到49.09%、35.05%和84.98%。     

高性能甲醇制低碳烯烃催化剂SAPO-34分子筛的研究进展

从SAPO-34分子筛在甲醇制低碳烯烃过程中(MTO)的催化作用及失活机理出发,分析了影响SAPO-34分子筛催化性能的重要因素,在调节活性位和改善传质两方面综述了近年来在提高SAPO-34分子筛MTO催化单程寿命和双烯选择性方面的研究进展,并对未来高性能SAPO-34分子筛合成的发展进行展望。     

高性能甲醇制低碳烯烃催化剂SAPO-34分子筛的研究进展

从SAPO-34分子筛在甲醇制低碳烯烃过程中(MTO)的催化作用及失活机理出发,分析了影响SAPO-34分子筛催化性能的重要因素,在调节活性位和改善传质两方面综述了近年来在提高SAPO-34分子筛MTO催化单程寿命和双烯选择性方面的研究进展,并对未来高性能SAPO-34分子筛合成的发展进行展望。     

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。     

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.     

Synthesis of composite zeolites composed of SAPO-5 and SAPO-34 and its application in methanol dehydration to light olefins

Journal of Porous Materials - In present work, bi-phases composite zeolites consisting of SAPO-5 and SAPO-34 (named as SSC) are prepared by a traditional hydrothermal way, and characterized by...     

棱片状SAPO-34分子筛的合成及其催化性能

在SAPO-34分子筛合成的成核阶段进行微波干扰，成功合成出棱片状SAPO-34分子筛，通过XRD、BET、SEM及NH3-TPD手段对样品进行表征，并考察在甲醇转化制烯烃反应中的催化性能。结果表明，此方法合成的SAPO-34分子筛存在特殊的酸位中心分布以及特殊的形貌，在甲醇转化制烯烃反应中表现出更长的催化寿命，甲醇转化率接近100%，乙烯和丙烯总选择性超过85%。
     

多级孔SAPO-34分子筛的合成及催化性能

利用磷酸硅铝分子筛的晶化母液合成SAPO-34分子筛,采用XRD、SEM和N_2吸附-脱附进行表征。结果表明,合成的样品为具有多级孔结构的SAPO-34分子筛,该分子筛催化剂在甲醇制烯烃反应中表现出高低碳烯烃选择性及较长的寿命。     

双模板剂法SAPO-34分子筛的合成及其MTO催化性能调变

以四乙基氢氧化铵（TEAOH）和二乙铵（DEA）为混合模板剂，在低投料硅铝比[n (SiO₂) ∶n (Al₂O₃)=0.2]及低模板剂用量[n (模板剂) ∶n (Al₂O₃)=1.9]下，考察了两种模板剂比例的调变对合成的SAPO-34分子筛物化性能及其催化甲醇制烯烃反应（MTO）催化性能的影响。研究发现，通过改变两种模板剂比例，可以明显调变SAPO-34分子筛晶粒尺寸、硅分布（晶粒表面和体相的硅分布）、硅原子的配位环境，从而影响其MTO催化反应的效果。在低模板剂用量制备的SAPO-34产品中，晶粒尺寸是影响其催化寿命的最主要因素，小晶粒分子筛因其扩散路径短有利于延长催化寿命。此外，硅分布也是影响催化寿命的因素之一，表面富硅的分子筛导致外表面积炭程度大于晶内积炭，积炭趋势由外向内发展，加速分子筛“假性”失活。硅分布还影响MTO反应产物分布，表面富硅分子筛外表面更易发生非择形催化，显著提高C₄～C₆等产物的选择性，不利于目标产物双烯（乙烯+丙烯）选择性的提高。     

Use of different templates on SAPO-34 synthesis: Effect on the acidity and catalytic activity in the MTO reaction

SAPO-34 molecular sieves have been synthesized with different structure directing agents. Although materials with the same framework structure (CHA type) are obtained in all cases, they possess different physicochemical properties, especially textural parameters and crystal size. These catalysts have been tested in the MTO process. All the samples exhibited high activity and selectivity to short chain olefins at the initial stages of the reaction, but they deactivate rapidly with time on stream, especially at high space velocity. It has been observed an important influence of the external surface, crystal size and acidity on the activity, selectivity and lifetime of the different samples. Thus, the sample synthesized with tetraethylammonium hydroxide as structure directing agent rendered the best catalytic performance owing to its higher external surface, smaller crystal size and higher acidity.     

La2O3协同增强SAPO-34的二甲醚制烯烃催化性能

La₂O₃不需要与SAPO-34接触,便可显著延长SAPO-34的二甲醚制烯烃（DTO）反应寿命,并且La₂O₃与SAPO-34比例越大,SAPO-34的反应寿命越长。当La₂O₃和SAPO-34的质量比为1：1时,SAPO-34寿命提高了约1倍。进一步的研究表明,只有当La₂O₃层夹在SAPO-34层中间时,才能提高SAPO-34的寿命,La₂O₃无论是处于SAPO-34上游还是下游,均不能提高SAPO-34的寿命。动力学和催化剂的积炭量研究表明,La₂O₃是通过降低SAPO-34的积炭速度提高其反应寿命的。初步提出了La₂O₃提高SAPO-34寿命的机理：在DTO反应过程中,二甲醚在SAPO-34分子筛上形成一种积炭前体,这种积炭前体转移到La₂O₃的表面上,反应生成不能积炭的化合物（CO、CO₂和H₂等）,从而降低了SAPO-34的积炭失活速度,提高了其寿命。