甲醇制芳烃实验报告
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
改性方案所合成SAPO-34分子筛为基础，确定出适宜的工艺条件，为SAPO-34
分子筛催化剂的性能的进一步提高和工业化应用提供基础参考。
实验方法
1 SAP0-34和改性SAP0-34分子筛的制备方法
采用水热合成法制备SAPO-34分子筛和改性SAPO-34分子筛。
SAPO-34分子筛的合成：按水、磷源、铝源、硅源和模板剂的顺序以
本实验欲通过合成过程添加金属盐类的方法制备一系列改性SAPO-34分子筛，以甲醇裂解制取低碳烯烃为模型反应，对所制备的分子筛进行了性能评价。并对改性分子筛进行了XRD、BET、NH3-TPD、XPS和FT-IR等表征，考察金属改性对SAPO-34分子筛物理化学特性的影响。
催化剂制备实验原料和试剂
实验原料纯度厂名
量后通入汽化器，汽化后的反应物料和通过质量流量计计量的补充气混合
后，一起在电加热保温下进入反应器，籍催化剂作用发生甲醇裂解制取低碳烯烃
的反应，反应后的气体经冷凝和气、液分离后，不凝性气体进入计量和色谱分析
系统，液体产物则通过采样瓶定期收集，密封存放供分析和检测用
1-高纯氮2-减压阀3-稳压阀4-质量流量计5-单向阀6-两通快速球阀7-双柱塞计量泵8-加热管9-电加热炉10-反应管11-冷凝器12-汽、液分离器13-三通快速球阀14-皂膜流量计15-气相色谱仪
磷酸分析纯，H3PO4≥85%北京化工厂
正硅酸乙酯分析纯，SiO2≥28%天津市光复化工研究所硅溶胶工业级，SiO2≥40%～41%青岛海洋化工有限公司拟薄水铝石工业级山东铝业股份有限公司研究院吗啡啉分析纯，C4H9NO≥%天津市福晨化学试剂厂三乙胺分析纯，（C2H5）3N≥%天津市福晨化学试剂厂
催化剂制备实验仪器
甲醇制芳烃实验报告
篇一：实验报告
课题的目的及研究思路
乙烯和丙烯作为重要的基本有机化工原料，对国民经济的发展起着十分重要
的作用。传统上乙烯和丙烯主要来自于石油裂解，但这已经不能满足我国日益增
长的对乙烯和丙烯需求，而且我国是贫油国家，石油资源短缺必将成为制约我国
烯烃工业发展的瓶颈之一。以煤为原料经合成气制取甲醇，再由裂解生成乙烯和
确定依据为
1结晶度2分
子筛稳定性3催化性能
金属改性MeAPSO-34分子筛的催化性能评价、
引入金属离子是SAPO-34分子筛改性的重要手段之一，将金属元素引入
SAPO-34分子筛的方法一般有两种，一种是先制备SAPO-34分子筛，然后通过浸渍或离子交换的方式引入金属元素，另一种是合成过程引入金属盐类，过渡金属的引入一般通过第二种方式，可使SAPO-34分子筛具有相对较高的低碳烯烃选择性。
MTO催化剂的改性，是一种有效的改性手段，有必要做进一步系统的研究。
本课题的研究思路为：
首先通过实验得到一种结晶度相对较高且使总烯烃选择性适
中的SAPO-34分子筛的合成配方，为改性研究打下基础；
在合成过程添加单金属硝酸锌、硝酸镍、硝酸铁、硝酸铜及双金属硝
酸镍和硝酸锌制备系列改性SAPO-34分子筛，筛选出使总烯烃以提高总烯烃选择性为目的，选出最佳改性方案，以最佳
仪器名称型号生产厂家
精密电子Baidu Nhomakorabea平JJ200常数双杰测试仪器厂
高压智能反应釜COF1-10北京化工研究院
箱式电阻炉天津市中环实验电炉有限公司电热恒温干燥箱201天津市中环实验电炉有限公司旋片式真空泵2XZ-1浙江黄岩求精真空泵厂
和C4+烃类，且产物中含有较高含量的芳烃。与ZSM-5相比，SAPO-34分子筛
的孔径相对更小，使其应用于甲醇裂解反应时更有利于低碳烯烃的生成，产物中
C5+组分含量显著减少，且几乎没有芳烃生成。因而，为获得更高的低碳烯烃收率，人们针对SAPO-34分子筛开展了大量的改性研究工作。
金属离子的引入可以对分子筛酸性及孔口大小进行调变，故而被广泛的应用于
一不同之处在于合成改性SAPO-34分子筛的晶化液中添加了金属盐类。
2分子筛的表征方法
晶体结构的测定
采用X射线衍射仪对所制备的分子筛进行物相分析。
DTA分析
红外表征
分子筛比表面积及孔结构的测定
分子筛酸性的测定
XPS
3分子筛的催化性能评价方法
采用流程如图所示的实验装置，对所制备的分子筛的催化性能进行实验评
丙烯等低碳烯烃的工艺构思实现了非石油路线生产烯烃，具有重要的现甲
醇实意义。
相对而言，以煤为原料制取甲醇已有相当长的工业化历史，而甲醇裂解制取
低碳烯烃的大规模工业化仍处于起步阶段。性能优良的甲醇裂解催化剂的研发一
直是MTO核心技术之一。目前，应用于MTO工艺的催化剂主要有ZSM-5和
SAPO-34两类分子筛，当以ZSM-5分子筛为催化剂时，得到的主要产物为丙烯
价。所采用的等温固定床积分反应器的尺寸为痧7×1xL300min，床层温度由XL4P型PID温控仪自动控制，恒温时，床层温度波动在士1．0℃
以内。原料甲醇采用SZB-1L10型微量双柱塞泵计量，N2由D07-11／ZM型质
量流量控制器控制和计量。
精确称取焙烧型分子筛样品2．0g装填于
反应器恒温区内，在氮气保护下，按选定升温程序在500℃下活化5h，待温度降至反应温度后，将预先配制好的水和甲醇混合液经微量双柱塞泵计
一定摩尔配比混合均匀配制成晶化液，封入200 ml晶化釜中陈化，于一定的温
度、自生压力和搅拌的条件下进行晶化，将晶化得到的固体产物用去离子水洗涤
至中性，在110℃的烘箱中烘干，然后于马弗炉中按选定升温程序焙烧除去模板
剂，即可得到焙烧型SAPO-34分子筛。
改性SAPO-34分子筛的合成：其合成方法与SAPO-34分子筛类似，唯
SAPO-34分子筛的合成
以正磷酸为磷源，拟薄水铝石为铝源，吗啉为模板剂，通过改变原料配比、晶化时间、晶化温度、陈化时间和硅源等条件，合成出了结晶度相对较高的SAPO-34分子筛，为后面的改性实验打下基础。
硅溶胶和正硅酸乙酯分别为无机硅源和有机硅源。先以硅溶胶为硅源，系统研究了模板剂用量、硅铝比、磷铝比、晶化温度、晶化时间、陈化温度对合成SAPO-34分子筛的影响。而后以正硅酸乙酯为硅源，在探索出的最佳模板剂用量、磷铝比、晶化温度、晶化时间和陈化温度下，改变硅铝比合成出结晶度较高的SAPO-34分子筛，与以硅溶胶为硅源合成出的结晶度相对较高的SAPO-34分子筛进行了比较，最终确定了结晶度相对最高的SAPO-34的合成条件。
分子筛催化剂的性能的进一步提高和工业化应用提供基础参考。
实验方法
1 SAP0-34和改性SAP0-34分子筛的制备方法
采用水热合成法制备SAPO-34分子筛和改性SAPO-34分子筛。
SAPO-34分子筛的合成：按水、磷源、铝源、硅源和模板剂的顺序以
本实验欲通过合成过程添加金属盐类的方法制备一系列改性SAPO-34分子筛，以甲醇裂解制取低碳烯烃为模型反应，对所制备的分子筛进行了性能评价。并对改性分子筛进行了XRD、BET、NH3-TPD、XPS和FT-IR等表征，考察金属改性对SAPO-34分子筛物理化学特性的影响。
催化剂制备实验原料和试剂
实验原料纯度厂名
量后通入汽化器，汽化后的反应物料和通过质量流量计计量的补充气混合
后，一起在电加热保温下进入反应器，籍催化剂作用发生甲醇裂解制取低碳烯烃
的反应，反应后的气体经冷凝和气、液分离后，不凝性气体进入计量和色谱分析
系统，液体产物则通过采样瓶定期收集，密封存放供分析和检测用
1-高纯氮2-减压阀3-稳压阀4-质量流量计5-单向阀6-两通快速球阀7-双柱塞计量泵8-加热管9-电加热炉10-反应管11-冷凝器12-汽、液分离器13-三通快速球阀14-皂膜流量计15-气相色谱仪
磷酸分析纯，H3PO4≥85%北京化工厂
正硅酸乙酯分析纯，SiO2≥28%天津市光复化工研究所硅溶胶工业级，SiO2≥40%～41%青岛海洋化工有限公司拟薄水铝石工业级山东铝业股份有限公司研究院吗啡啉分析纯，C4H9NO≥%天津市福晨化学试剂厂三乙胺分析纯，（C2H5）3N≥%天津市福晨化学试剂厂
催化剂制备实验仪器
甲醇制芳烃实验报告
篇一：实验报告
课题的目的及研究思路
乙烯和丙烯作为重要的基本有机化工原料，对国民经济的发展起着十分重要
的作用。传统上乙烯和丙烯主要来自于石油裂解，但这已经不能满足我国日益增
长的对乙烯和丙烯需求，而且我国是贫油国家，石油资源短缺必将成为制约我国
烯烃工业发展的瓶颈之一。以煤为原料经合成气制取甲醇，再由裂解生成乙烯和
确定依据为
1结晶度2分
子筛稳定性3催化性能
金属改性MeAPSO-34分子筛的催化性能评价、
引入金属离子是SAPO-34分子筛改性的重要手段之一，将金属元素引入
SAPO-34分子筛的方法一般有两种，一种是先制备SAPO-34分子筛，然后通过浸渍或离子交换的方式引入金属元素，另一种是合成过程引入金属盐类，过渡金属的引入一般通过第二种方式，可使SAPO-34分子筛具有相对较高的低碳烯烃选择性。
MTO催化剂的改性，是一种有效的改性手段，有必要做进一步系统的研究。
本课题的研究思路为：
首先通过实验得到一种结晶度相对较高且使总烯烃选择性适
中的SAPO-34分子筛的合成配方，为改性研究打下基础；
在合成过程添加单金属硝酸锌、硝酸镍、硝酸铁、硝酸铜及双金属硝
酸镍和硝酸锌制备系列改性SAPO-34分子筛，筛选出使总烯烃以提高总烯烃选择性为目的，选出最佳改性方案，以最佳
仪器名称型号生产厂家
精密电子Baidu Nhomakorabea平JJ200常数双杰测试仪器厂
高压智能反应釜COF1-10北京化工研究院
箱式电阻炉天津市中环实验电炉有限公司电热恒温干燥箱201天津市中环实验电炉有限公司旋片式真空泵2XZ-1浙江黄岩求精真空泵厂
和C4+烃类，且产物中含有较高含量的芳烃。与ZSM-5相比，SAPO-34分子筛
的孔径相对更小，使其应用于甲醇裂解反应时更有利于低碳烯烃的生成，产物中
C5+组分含量显著减少，且几乎没有芳烃生成。因而，为获得更高的低碳烯烃收率，人们针对SAPO-34分子筛开展了大量的改性研究工作。
金属离子的引入可以对分子筛酸性及孔口大小进行调变，故而被广泛的应用于
一不同之处在于合成改性SAPO-34分子筛的晶化液中添加了金属盐类。
2分子筛的表征方法
晶体结构的测定
采用X射线衍射仪对所制备的分子筛进行物相分析。
DTA分析
红外表征
分子筛比表面积及孔结构的测定
分子筛酸性的测定
XPS
3分子筛的催化性能评价方法
采用流程如图所示的实验装置，对所制备的分子筛的催化性能进行实验评
丙烯等低碳烯烃的工艺构思实现了非石油路线生产烯烃，具有重要的现甲
醇实意义。
相对而言，以煤为原料制取甲醇已有相当长的工业化历史，而甲醇裂解制取
低碳烯烃的大规模工业化仍处于起步阶段。性能优良的甲醇裂解催化剂的研发一
直是MTO核心技术之一。目前，应用于MTO工艺的催化剂主要有ZSM-5和
SAPO-34两类分子筛，当以ZSM-5分子筛为催化剂时，得到的主要产物为丙烯
价。所采用的等温固定床积分反应器的尺寸为痧7×1xL300min，床层温度由XL4P型PID温控仪自动控制，恒温时，床层温度波动在士1．0℃
以内。原料甲醇采用SZB-1L10型微量双柱塞泵计量，N2由D07-11／ZM型质
量流量控制器控制和计量。
精确称取焙烧型分子筛样品2．0g装填于
反应器恒温区内，在氮气保护下，按选定升温程序在500℃下活化5h，待温度降至反应温度后，将预先配制好的水和甲醇混合液经微量双柱塞泵计
一定摩尔配比混合均匀配制成晶化液，封入200 ml晶化釜中陈化，于一定的温
度、自生压力和搅拌的条件下进行晶化，将晶化得到的固体产物用去离子水洗涤
至中性，在110℃的烘箱中烘干，然后于马弗炉中按选定升温程序焙烧除去模板
剂，即可得到焙烧型SAPO-34分子筛。
改性SAPO-34分子筛的合成：其合成方法与SAPO-34分子筛类似，唯
SAPO-34分子筛的合成
以正磷酸为磷源，拟薄水铝石为铝源，吗啉为模板剂，通过改变原料配比、晶化时间、晶化温度、陈化时间和硅源等条件，合成出了结晶度相对较高的SAPO-34分子筛，为后面的改性实验打下基础。
硅溶胶和正硅酸乙酯分别为无机硅源和有机硅源。先以硅溶胶为硅源，系统研究了模板剂用量、硅铝比、磷铝比、晶化温度、晶化时间、陈化温度对合成SAPO-34分子筛的影响。而后以正硅酸乙酯为硅源，在探索出的最佳模板剂用量、磷铝比、晶化温度、晶化时间和陈化温度下，改变硅铝比合成出结晶度较高的SAPO-34分子筛，与以硅溶胶为硅源合成出的结晶度相对较高的SAPO-34分子筛进行了比较，最终确定了结晶度相对最高的SAPO-34的合成条件。