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甲醇制丙烯（MTP）是替代传统方法生产丙烯的新技术,不仅可以减轻对石油资源的依赖,而且能够发挥我国煤炭资源丰富的优势。由于ZSM-5分子筛具有独特的三维孔道结构,被广泛应用于固定床甲醇制丙烯反应,而ZSM-5的扩散性能和酸性是影响甲醇制丙烯反应性能的重要因素。本论文以ZSM-5为催化剂,固定床反应器,在480 oC、甲醇质量空速3 h-1、水醇摩尔比1:1条件下,进行了以下研究:调节晶种加入量合成了一系列Si/Al相同而晶粒尺寸不同的ZSM-5分子筛,考察其甲醇制丙烯反应性能。结果表明,晶粒尺寸减小,催化剂的扩散路径变短,积炭前驱体更容易扩散,催化剂的寿命提高。同时孔道尺寸缩短,多甲基苯的停留时间缩短,从而削弱了芳烃循环,产物中丙烯/乙烯增加,甲烷的选择性随着孔道的缩短而降低。为进一步提高ZSM-5的扩散性能,对ZSM-5进行NaOH处理造介孔,催化剂的寿命200 h,丙烯的选择性增加到50%,甲烷的选择性进一步降低。而TPAOH处理由于二次晶化产生了封闭孔,催化剂的扩散性能没有明显提高,寿命和丙烯选择性相比母体没有明显提高。调节铝源加入量合成一系列晶粒尺寸相同而Si/Al不同的ZSM-5分子筛,考察其甲醇制丙烯反应性能。结果表明,硅铝比增大,催化剂的酸量减少,催化剂的稳定性和丙烯选择性增加,甲烷和丙烷的选择性下降。另外合成了外表面富铝的ZSM-5,在不脱除模板剂的情况下用草酸酸洗,选择性的移除外表面的酸中心,考察外表面酸中心对催化剂稳定性的影响。结果表明,草酸处理后的ZSM-5,外表面积炭失活的影响减弱,催化剂的寿命是未经处理的两倍。结合以上实验结果分析甲烷的生成路径,催化剂的扩散性能差,酸量多,甲烷的选择性高且增长速率较快。催化剂的扩散性能好,酸量少,甲烷的选择性低且比较稳定。推测甲烷可能是由于不饱和烃类和甲醇之间的氢转移反应生成,而且甲烷选择性和催化剂的稳定性有一定关系。采用不同浓度NH4F对ZSM-5进行改性处理,考察骨架缺陷和酸性对甲醇制丙烯反应性能的影响。结果表明,NH4F改性处理可以消除骨架缺陷,抑制缺陷处积炭失活的发生,同时还改变了部分骨架铝的配位状态,从而改变ZSM-5的酸量和酸强度。NH4F浓度为0.078 mol/L,催化剂的效果最佳,相比母体寿命由10 h提高到135 h,丙烯选择性由25%增加到50%。