La2O3协同增强SAPO-34的二甲醚制烯烃催化性能
2017-12-22曹迎倩高玉李陈胜利袁桂梅王涯朱茹月陈楠
曹迎倩,高玉李,陈胜利,袁桂梅,王涯,朱茹月,陈楠
(中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室,北京 102249)
La2O3协同增强SAPO-34的二甲醚制烯烃催化性能
曹迎倩,高玉李,陈胜利,袁桂梅,王涯,朱茹月,陈楠
(中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室,北京 102249)
La2O3不需要与 SAPO-34接触,便可显著延长 SAPO-34的二甲醚制烯烃(DTO)反应寿命,并且 La2O3与SAPO-34比例越大,SAPO-34的反应寿命越长。当La2O3和SAPO-34的质量比为1:1时,SAPO-34寿命提高了约1倍。进一步的研究表明,只有当La2O3层夹在SAPO-34层中间时,才能提高SAPO-34的寿命,La2O3无论是处于SAPO-34上游还是下游,均不能提高SAPO-34的寿命。动力学和催化剂的积炭量研究表明,La2O3是通过降低SAPO-34的积炭速度提高其反应寿命的。初步提出了La2O3提高SAPO-34寿命的机理:在DTO反应过程中,二甲醚在SAPO-34分子筛上形成一种积炭前体,这种积炭前体转移到La2O3的表面上,反应生成不能积炭的化合物(CO、CO2和H2等),从而降低了SAPO-34的积炭失活速度,提高了其寿命。
SAPO-34;分子筛;混合;失活;二甲醚制烯烃;甲醇制烯烃;协同作用
引 言
低碳烯烃(乙烯和丙烯)用途十分广泛[1]。低碳烯烃主要来源于石油馏分的水蒸气裂解和催化裂化。甲醇制烯烃(methanol to olefins,MTO)[2]、二甲醚制烯烃(dimethyl ether to olefins,DTO)[3]工艺是非石油为资源生产低碳烯烃的新方法[4-5]。由于SAPO-34分子筛具有良好的水热稳定性[6]及优异的低碳烯烃择型选择性[7],而成为MTO/DTO工艺中应用最为广泛的催化剂[8]。但由于SAPO-34孔口小,其积炭堵孔失活快[9-10]。目前,针对 SAPO-34分子筛极易积炭失活的缺点,研究者采用减小分子筛粒径[11]、在分子筛上引入介孔或大孔结构[12-13]或者分子筛改性[14]的方法延长 SAPO-34分子筛在MTO/DTO反应中的催化反应寿命。……
