甲醇制烯烃催化剂积炭的形成机理
2014-11-18高枝荣田文卿李继文齐国祯刘红星
化学反应工程与工艺 2014年6期
关键词:催化剂
高枝荣,田文卿,李继文,齐国祯,刘红星,王 川
(中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院,上海 201208)
近年来,随着石油资源的日益紧缺,通过非石油路线制化工产品的工艺受到越来越多的重视。我国煤炭资源相对丰富,其储量居世界第三位,因而通过煤化工路线生产各种有机化工原料的工艺在中国得到了快速发展[1,2]。甲醇制烯烃(Methanol-to-olefin,简称MTO)是以煤或天然气为原料经甲醇制备乙烯和丙烯等低碳烯烃的新工艺[3,4],是一条不依赖石油合成烯烃的途径,因而受到人们的广泛关注。中国石化开发的S-MTO 技术和大连化学物理研究所开发的D-MTO 技术均已实现工业化[5-7]。目前,国内MTO 产能已占全国烯烃总产能的10%左右,还有一大批煤制烯烃项目正在建设和规划中,预计未来一段时间煤制烯烃的产能将超过1 000 万吨/年,将改变国内现有的烯烃产业格局[8]。MTO反应要求催化剂具有良好的水热稳定性、反应活性和双烯选择性,而反应中生成的各种有机物会以积炭的形式沉积在催化剂活性中心和孔道内,影响催化剂酸性中心的数量和反应物种在分子筛内的传质,从而影响催化剂的活性和双烯的选择性[9-11]。目前,文献对催化裂化等催化剂积炭组成及形成机理的研究报道较多[12-21],而对MTO 催化剂积炭的研究很少。因此,研究MTO 催化剂上积炭的组成及形态,对深入理解MTO 反应过程中的积炭机理、认识MTO 的反应机理及指导催化剂的改进具有十分重要的意义。
MTO 反应具有一定的生焦率,通常采用循环流化床反应-再生工艺[22],根据再生烧炭的程度可分为完全再生和不完全再生。……
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