晶种S-1对制备级孔ZSM-5及在甲醇制汽油反应中的影响
2020-11-27孟凡军王亚权
孟凡军 王亚权
(1.天津大学 化工学院,天津 300072;2.齐鲁工业大学(山东省科学院) 能源研究所,山东 济南 250014)
0 引言
随着原油资源的日益枯竭,人们迫切需要寻找制备汽油的新方法[1].甲醇制汽油(Methanol to gasoline,MTG)是一种制备高辛烷值汽油的理想方法.甲醇作为一种储存方便的液态原料,可以通过天然气、生物质、煤等制备得到,生产量大,相关技术成熟,因此,MTG技术有可能开启一个降低原油消耗的新能源时代[2,3].
上世纪70年代,埃克森美孚公司开发了MTG技术.在MTG反应中,催化剂具有较高的热稳定性、酸性、比表面积,具有规则孔道结构,可限制反应活性物质[4,5].然而,ZSM-5的微孔结构限制产物扩散,导致积碳,降低催化寿命[6,7],因此ZSM-5的运用受到一定限制[8].
为了克服微孔ZSM-5分子筛的缺点,近年来人们采用了多种方法.首先是后处理法,很多研究采用了该方法,包括脱硅法、脱铝法等9-12.Bjørgen等人[13]曾报道了通过NaOH碱处理的方法,对ZSM-5分子筛骨架硅进行脱除,在ZSM-5分子筛内形成介孔,在MTG反应中,催化寿命及目标产物选择性显著提高.Fathi等人[5]用CaCO3、Na2CO3以及NaOH对ZSM-5分子筛进行脱硅后处理,经过处理后,ZSM-5在MTG反应中的催化寿命显著提高,对C5+的烃类选择性显著提高.在我们之前的研究中[11],通过HF酸处理,得到级孔ZSM-5分子筛,在MTG反应中,催化剂的催化寿命明显增长,液烃产率也较高.第二种方法是直接用有机模板剂合成具有介孔的ZSM-5分子筛催化剂.例如胡浩全团队[14]通过运用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)合成级孔ZSM-5分子筛,并研究了NaOH和CTAB使用量对催化……