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鉴于我国的能源结构以及低碳烯烃在现代化学行业中的特殊地位,甲醇制烯烃技术(MTO)日益受到人们的关注,并被认为是最有希望替代石油路线的新工艺。典型的MTO反应催化剂为硅铝磷酸盐分子筛SAPO-34,其MTO反应性能主要取决于其酸性和尺寸,本论文系统考察了SAPO-34分子筛的B酸位含量、晶粒尺寸和颗粒粒径对MTO反应性能的影响,并结合反应阶段和失活阶段分子筛内有机沉积物的种类和相对含量来揭示这些参数的影响机理。本论文分别以吗啡碄(M)、三乙胺(TEA)和四乙基氢氧化铵(TEAOH)为模板剂,通过改变初始凝胶中的硅含量成功合成出多组高结晶度的SAPO-34分子筛,并在固定床反应器上测试其MTO反应性能。本论文考察了SAPO-34分子筛的B酸位含量的影响,结果表明:四种不同硅铝比的SAPO-34-M系列分子筛均具有较短的催化寿命,100%的甲醇转化率可维持的时间均低于45 min,且其催化寿命随B酸位含量的变化并不明显。结合表征结果可以推测:SAPO-34-M系列分子筛的较差反应性能主要归因于其较大的晶粒尺寸。此外,对比四种不同硅铝比的SAPO-34-TEA系列分子筛可知:其催化寿命、低碳烯烃总选择性均随着B酸位含量的增加而下降,而乙烷或丙烷选择性则正好相反,其中SAPO-34-TEA-0.2具有最长的催化寿命、最高的低碳烯烃总选择性和最低的低碳烷烃选择性,100%的甲醇转化率可维持351 min,在反应稳定期内,其低碳烯烃总选择性可达到86.1%,乙烷、丙烷选择性分别约为0.25%和1.05%。由此可见,B酸位含量对SAPO-34分子筛的MTO反应性能有极其重要的影响,但当其晶粒尺寸增大到一定程度时,单纯的改变其B酸位含量并不能显著的改变其反应性能,主要原因可能是扩散作用。运用GC-MS和NMR对反应阶段和失活阶段SAPO-34-TEA-0.2和SAPO-34-TEA-0.6内的有机沉积物种类和相对含量进行研究。结果表明:较低的B酸位含量可以延缓多甲基苯向多环芳烃演变的速度,降低多环芳烃的生成速率,使SAPO-34-TEA-0.2分子筛的催化寿命得以延长。本论文还考察了晶粒尺寸和颗粒粒径的影响,结果表明:在本实验考察的范围内,SAPO-34分子筛的催化寿命、丙烯选择性均会随着晶粒尺寸的增大而下降,而乙烯选择性则正好相反,其中纳米级SAPO-34-TEAOH-N展现出最长的催化寿命,100%的甲醇转化率可维持470 min。此外,与压片之前相比,压片之后的SAPO-34-TEA-0.2分子筛的催化寿命明显延长,其中当颗粒粒径处于120-360 mesh之间时,分子筛的催化寿命较其它颗粒粒径的分子筛更长,100%的甲醇转化率可维持457 min;当颗粒粒径大于360 mesh时,虽然分子筛的催化寿命较短,但该分子筛从反应开始到甲醇转化率下降至70%时所需要的反应时间却最长,约为780 min,且反应时间会随着颗粒粒径的增大而减少。晶粒尺寸和颗粒粒径均会影响各物种的扩散,证实了扩散在MTO反应中的重要性。