h-zsm5和γ-al,2o,3负载催化剂催化乙醇脱水制乙烯

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1、天津大学硕士学位论文H-ZSM5和γ-Al<,2>O<,3>负载催化剂催化乙醇脱水制乙烯姓名：万俊杰申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张金利20070601中文摘要与现有的烃类裂解制乙烯路线相比，固体酸催化乙醇脱水制乙烯路线具有环保、可持续、反应条件温和等多方面的优势，正引起越来越多的研究者的关注。本文针对乙醇脱水制乙烯反应，基于丫．A1203和ZSM5分子筛进行氧化物掺杂或离子交换等化学修饰，实验研究了所制催化剂的乙醇转化率和乙烯选择性；考察了操作条件对催化剂活性的影响规律，并进行了寿命实验测试部分催化剂的稳定性：XRD，TG，NH3一T

2、PD，IR，XPS和BET等表征手段研究了催化剂的结构和表面酸碱性对乙醇脱水反应的影响。对ZSM5分子筛进行多种氧化物掺杂，采用正交实验考察了掺杂氧化物的含量、焙烧温度和焙烧时间对催化剂活性的影响。结果表明，氧化钨的添加使分子筛的强酸位酸性增强，其掺杂的H-ZSM5催化剂具有更高的乙醇脱水活性；而制备条件中，焙烧时间对催化剂活性影响显著。活性测试结果表明，500℃下焙烧2小时的含氧化钨10wt％的H．ZSM5催化剂具有较好的乙醇脱水活性(GHSV=462h～，反应温度为225℃时，乙醇转化率和乙烯选择性均为100％)。),-A1203是目前工业上广

3、泛应用的乙醇脱水制乙烯催化剂。实验中考察了离子交换法置换部分氟离子和氯离子的v-Ah03催化剂在乙醇脱水制乙烯反应中的活性变化。结果表明，经过氯化铵或氟化铵溶液浸渍的氧化铝活性有了明显增强，催化剂活性随氯化铵浸渍液的浓度增大而增加，当氯化铵溶液的浓度大于0．2mol／L后，增大浸渍液浓度对活性影响很小。(GHSV=3695h．1，反应温度为350℃时，T-A1203、0．1mol／L氟化铵或氯化铵以及0．2mol／L或0．3mol／L氯化铵离子交换的Y．A1203催化剂上乙烯收率分别为44．8％，85．O％，78．O％，95．4％和95．7％)。关

4、键词：乙烯，乙醇，脱水，H-ZSM5，7-A1203ABSTRACTEthyleneproductionviaethanoldehydrationoversolidacidcatalystsrecentlyattractedmuchmoreattentionsowingtotheadvantagesofenvironmentalbenign，sustainableandmildoperationconditionsincomparisonwitllhydrocarbondecompositionroutine．Aimingofproducinget

5、hylenethroughethanoldehydration，thisthesismodifiedPAl203andZSM5Zeoliteusingmetaloxidesdopantsorionexchangemethod，andthenstudiedtheethanolconversionandtheethyleneselectivityoverthesesynthesizedcatalysts；Effectsofoperationconditionsonthecatalyticactivitywerestudiedandtheon—times

6、pansofseveralcatalystsweremeasured．CharacterizationofXRD，TG，NH3一TPD，IR，XPSandBETwereusedtostudytheinfluenceofthecatalyststructureandsurfaceacidpropertyontheethanoldehydrationreaction．H-ZSM5moleculesieveWasmodifiedbYoxidesdopants，andeffectsofoxidescontent,calcinedtemperatureand

7、calcinedtimeonthepreparedcatalystswereinvestigatedusingtheorthogonalexperimentmethod．Theresultsshowedthattheadditionoftungstenoxideenhancedtheacidityofthecatalyst，andtheW03一dopedcatalystshowedhigheractivityofethanoldehydration；thecalcinedtimeaffectedthecatalystactivityobviousl

8、yamongthepreparedconditions．TheactivitytestresultsshowedthatH