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甲醇制芳烃(MTA)技术可以有效地由甲醇生产苯、甲苯和二甲苯(BTX)等低碳芳烃化合物,对于提高甲醇下游产品附加值、缓解芳烃短缺的问题具有重大意义,是目前研究的热点。但是,未经改性的HZSM-5分子筛酸性太强,甲醇裂解反应严重,易生成大量低碳烷烃,因此需要采用有效方法对其进行改性。对于HZSM-5分子筛在单金属改性、双金属改性、硅烷化改性以及MTA催化剂积炭行为的研究报道较少。本文采用单金属Zn、双金属Zn、Ce以及正硅酸乙酯(TEOS)对HZSM-5进行改性,并对金属负载量和负载方式、TEOS的加入量和加入方式以及催化剂积炭行为进行了相关研究。首先,本文采用Zn、Ag、La、Cu和Cd等金属对HZSM-5催化剂进行改性,证明了Zn是芳构化性能较好的金属元素。同时,为更好的了解金属Zn的催化作用,本文将研究重点固定在较低负载量1~2.25 wt.%范围内,对Zn的不同负载量和负载方式进行了考察。结果表明,采用浸渍法改性、且Zn的负载量为2.0 wt.%时,分子筛的催化性能较好。其次,本文在考虑到HZSM-5分子筛采用单金属Zn改性时芳烃收率较低、容易积炭失活的情况下,找出了Zn的第二种复合金属组分Ce,并且对HZSM-5分子筛进行Zn、Ce双金属改性,讨论了双金属的负载量和MTA反应工艺条件对催化剂芳构化性能的影响。结果表明,在420℃、低重时空速时,1.0 wt.%Zn-1.0wt.%Ce/HZSM-5催化剂的催化性能较好。然后,本文对催化性能较好的1.0 wt.%Zn-1.0 wt.%Ce/HZSM-5催化剂进行了积炭规律研究。探讨了重时空速、反应温度对积炭量的影响,同时采用FTIR、紫外可见分光光度计和TEM表征手段对催化剂积炭物种进行了分析。结果表明,反应温度和重时空速越高,积炭量越多、积炭速率越快;双环或多环的芳烃类化合物可能是导致催化剂积炭的主要物种。最后,本文采用TEOS试剂对HZSM-5分子筛进行了硅烷化改性,并且对TEOS的加入方式、加入量以及双金属改性和硅烷化改性顺序进行了初步探索。结果表明,TEOS采用连续加入法加入、且加入量为0.1 m LTEOS/gcat时,催化剂的催化性能较好,同时,先双金属改性后硅烷化改性效果较优。