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天然气、煤经由甲醇制取烯烃(MTO)是目前最有希望替代以石油为原料制取烯烃的工艺路线,具有较大的开发前景和经济效益,该工艺的核心技术在于性能优异催化剂的开发。 本论文以拟薄水铝石、硅溶胶、四乙基氢氧化铵(TEAOH)和磷酸作为原料,采用先常规后微波的合成方法,研究了不同硅铝比和溶胶pH值对SAPO分子筛晶相结构的影响。结果表明在SiO2/A12O3≥2,溶胶的pH值为5.5~7.1时可以合成出纯晶相的SAPO-34分子筛;考察了通过控制分子筛的成胶温度和加入其他模板剂调节SAPO-34分子筛的晶粒形貌,结果表明当分子筛的成胶温度为10℃~20℃或用部分的三乙胺或二乙胺代替TEAOH时可以合成出片状的SAPO-34分子筛;通过加入异丙醇调节溶胶的极性,采用两步微波的晶化方式,先高温200℃10min成核后160℃80min晶化,两步晶化之间采用加水稀释的方式控制溶液过饱和度合成出50nm×50nm的纳米SAPO-34分子筛。 论文采用喷雾干燥的方法,通过调节物料的粘度、雾化盘的转速控制载体颗粒的大小,通过添加2%的磷系助剂在850℃的温度下焙烧提高了载体的耐磨性,磨耗率达到0.75;通过添加一定量的扩孔剂聚乙二醇20000来提高载体的孔隙率。 论文还采用纳米与原位合成相结合的技术,制备得到了纳米SAPO-34分子筛催化剂,考察了不同载体、不同方法制备的纳米SAPO-34分子筛催化剂的MTO活性,同时结合催化剂表征技术(如XRD、SEM、TEM、粒度分布及孔结构分析、NH3-TPD等技术)和活性测试结果,关联了制备方法与MTO活性的关系。结果表明,催化剂MTO反应产物C2=~C4=选择性可达93.5%,单程寿命240min,远大于现有粘接法的普通SAPO-34分子筛催化剂。