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关键词：
等离子体,过氧化氢,钛硅分子筛,气相丙烯环氧化,环氧丙烷
发表时间：
2012-07-12 17:14:29
摘要：将甲醇合成催化剂与负载 Pd 的分子筛颗粒混合制得复合催化剂, 在连续固定床反应器上考察了该催化剂对合成气一步法制液化石油气 (LPG) 的性能. 采用 N2 吸附-脱附、NH3 程序升温脱附和程序升温氧化对催化剂进行了表征. 结果表明, 分子筛孔径对 LPG 选择性影响显著, 当采用孔径为 0.74 nm × 0.74 nm 的 Y 型分子筛时 LPG 选择性最高. 在 300 oC, 2.1 MPa 和空速 1 500h−1 条件下, 含有 Y 型分子筛的复合催化剂上 CO 转化率达 80.2%, LPG 占烃类产物的 73.8%. 在一步法合成 LPG 反应中, 催化剂表面积炭是导致 CO 转化率和 LPG 选择性下降的主要原因.
随着石油资源的日益枯竭及其价格的不断攀升, 将煤、天然气或生物质经由合成气转化为液体燃
料备受关注, 其产品主要包括甲醇、二甲醚 (DME) 和合成油. 但是, 合成气制甲醇的反应受热力学控制,CO 转化率较低[1,2]. 虽然 DME 和液化石油气 (LPG)物理性质十分相似, 但它作为燃料代替 LPG 时, 其工艺设备仍需改进. LPG 作为一种环境友好型的液体燃料, 拥有广阔的应用前景. 但目前 LPG 主要来源于以烷烃为主的油田伴生气和石油精炼过程中的副产物, 其产量已不能满足日益增长的市场需求, 迫切需要开发新的工艺生产 LPG.
Asami 等[3]和 Jin 等[4]通过合成气制备甲醇和DME, 然后在分子筛上脱水再转化为 LPG, 其选择性超过 50%. Zhang 等[5]和 Ge 等[6,7]通过复合催化剂一步法合成了 LPG, CO 转化率和 LPG 选择性均高于 70%. 吕永兴等[8]以生物质合成气为原料进行了一步法合成 LPG 的研究, 发现在含有大量 CO2 和CH4 的气氛中, LPG 选择性达 50%. 相对于两步法合成 LPG, 一步法具有工艺简单和反应压力低等优点, 并且打破了 Anderson-Schulz-Flory 规律的限制使 LPG 的生成在热力学上十分有利. 此外, 直接将未改性的分子筛和甲醇合成催化剂混合, 甲醇催化剂中的 Cu 加氢能力不足, 产物中存在大量的烯烃,容易发生链增长反应, 产生积炭, 致使催化剂失活,因此需对分子筛改性, 提高复合催化剂的加氢能力,使产物中的烯烃加氢变成烷烃, 同时将碳链中碳原子个数限制在 3~4, 以提高 LPG 选择性.
本文将甲醇合成催化剂分别与负载 Pd 的SAPO-11, ZSM-5, β或 Y 型分子筛颗粒混合制得复合催化剂, 考察了其在合成气一步法制 LPG 反应的催化性能, 同时采用 N2 吸附-脱附、NH3 程序升温脱附 (NH3-TPD) 和程序升温氧化 (TPO) 等方法对催化剂进行了表征, 分析了催化剂失活的原因.
料备受关注, 其产品主要包括甲醇、二甲醚 (DME) 和合成油. 但是, 合成气制甲醇的反应受热力学控制,CO 转化率较低[1,2]. 虽然 DME 和液化石油气 (LPG)物理性质十分相似, 但它作为燃料代替 LPG 时, 其工艺设备仍需改进. LPG 作为一种环境友好型的液体燃料, 拥有广阔的应用前景. 但目前 LPG 主要来源于以烷烃为主的油田伴生气和石油精炼过程中的副产物, 其产量已不能满足日益增长的市场需求, 迫切需要开发新的工艺生产 LPG.
Asami 等[3]和 Jin 等[4]通过合成气制备甲醇和DME, 然后在分子筛上脱水再转化为 LPG, 其选择性超过 50%. Zhang 等[5]和 Ge 等[6,7]通过复合催化剂一步法合成了 LPG, CO 转化率和 LPG 选择性均高于 70%. 吕永兴等[8]以生物质合成气为原料进行了一步法合成 LPG 的研究, 发现在含有大量 CO2 和CH4 的气氛中, LPG 选择性达 50%. 相对于两步法合成 LPG, 一步法具有工艺简单和反应压力低等优点, 并且打破了 Anderson-Schulz-Flory 规律的限制使 LPG 的生成在热力学上十分有利. 此外, 直接将未改性的分子筛和甲醇合成催化剂混合, 甲醇催化剂中的 Cu 加氢能力不足, 产物中存在大量的烯烃,容易发生链增长反应, 产生积炭, 致使催化剂失活,因此需对分子筛改性, 提高复合催化剂的加氢能力,使产物中的烯烃加氢变成烷烃, 同时将碳链中碳原子个数限制在 3~4, 以提高 LPG 选择性.
本文将甲醇合成催化剂分别与负载 Pd 的SAPO-11, ZSM-5, β或 Y 型分子筛颗粒混合制得复合催化剂, 考察了其在合成气一步法制 LPG 反应的催化性能, 同时采用 N2 吸附-脱附、NH3 程序升温脱附 (NH3-TPD) 和程序升温氧化 (TPO) 等方法对催化剂进行了表征, 分析了催化剂失活的原因.
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