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沸石 HZSM-5 在 MTG 工艺中的应用

报告人：刘斌 学号： 2011207127

MTG

目录

传统 HZSM-5 沸石分子筛1

铜、锌改性后 HZSM-52

多级孔沸石 HZSM-53

纳米沸石 HZSM-54

复合沸石分子筛5

传统 HZSM-5 沸石分子筛

机理： -H2O - H2O 石蜡烃CH3OH CH3OCH3 C2-C5 芳烃 环烷烃

其中， CH3OCH3 C2-C5 为速率控制步骤

HZSM-5 ：

酸催化性能：烯烃低聚，裂化，环化，氢转移等反应

择型选择性： C11 以下， MTG 工艺主要产品是天然气， LPG ， 汽油

特点 : 优点：产品汽油辛烷值高 缺点：芳烃含量高 易失活，寿命短 产品中含少量均四甲苯 汽油组分收率相对较低 永久失活，反应过程中沸石中铝损失 , 不可再生 失活 短时间失活，积碳，可燃烧再生

铜锌改性后 HZSM-5

负载铜：强酸中心数目减少，弱酸中心数目增加； 孔径减小，比表面积减小。 汽油收率增加（主要芳烃含量增加）；

失活加快，寿命下降。

负载锌：酸中心数目基本不变；

铜分散性增加。 汽油组分收率（主要是芳烃）稍下降；

寿命显著增加。

草酸处理：强酸中心数目减少，酸强度下降； 孔径增加，产生介孔，进一步促进铜、锌分散性。

增大分子传质速率，芳烃含量增加，汽油组分收率 增加；

寿命增加。

总结：铜锌（草酸处理）改性，汽油组分收率增加，但是基于 芳烃的增加，只是汽油芳烃含量过高，达不到国家要求 标准。

多级孔沸石 HZSM-5

合成 ：硬模板剂，炭黑等多级孔 碱处理： NaOH ，瓜盐碱等

合成的多级孔 HZSM-5 ： 利用不同模板剂可控制多级孔尺寸 控制合成条可控制多级孔尺寸 MTG: 芳烃含量高

寿命高

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碱处理脱硅：

NaOH ：

最优参数：硅铝比 25-50 ，时间 1h ， NaOH 浓度 0.2M ，搅拌 速度 200r/min 。

脱硅后： 硅铝比下降，孔径增加，产生介孔， B 酸中心浓度 减少， L 酸中心数目增加。

MTG: 汽油组分收率增加，芳烃含量高，均四甲苯含量 高； 减少积碳 介孔促进传质 寿命大大增加。 积碳于介孔

瓜盐碱：

脱硅速率慢，硅铝比下降小；沸石收率高，损失少；

脱出小晶粒，形成微孔，微孔体积基本不变。

总酸性增加， B 酸中心数目减少， L 酸中心数目增加， 内部硅烷醇群体增加。

MTG ：效果与 NaOH 脱硅基本相同。

纳米沸石 HZSM-5

纳米 HZSM-5 沸石：

晶体尺寸下降 外表面积增加 外表面 B 酸中心数

目及酸强度增加 裂化活性增加 芳烃含量下降，

烯烃含量高 汽油收率低

颗粒小，传质快纳米晶体 寿命高 外表面酸中心不易失活

MTG: 虽有较高的寿命，但是汽油收率低，产品中烯烃含量 高。

特殊的合成方法：

不同形状的纳米材料

超薄型纳米材料

纳米叶材料

MTG: 虽然寿命高，但是收率低

因此，对纳米材料进一步改性，保证高寿命的同时，提高汽油组分的收率很有必要。

复合沸石分子筛

通过添加晶种等方式和合成复合沸石分子筛

复合分子筛： 两种分子筛产生协同崔化作用； 改变 HZSM-5 沸石酸性，从而改变催化性能；

改变沸石孔径或这形成多级孔，提高择型选择性。

列：

复合沸石分子筛 HZSM-5/MCM-48 具有介孔结构，并且具有中等强度酸性

MTG: 不仅汽油的组分收率高，而且芳烃含量低，复合国

家标准；寿命相对于传统沸石也有所提高

缺点：合成过程复杂，而且不易控制。

谢谢！