zsm—分子篩擇形催化劑的工業(yè)應(yīng)用

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1、ZSM—5分子篩擇形催化劑的工業(yè)應(yīng)用I雹皇腳1999年第4期化工縱橫(Comments&RevewslnC.1.》驥謄翁:籌篩器掰催事幫施芏姐應(yīng)南.-僚_(tái)紅:_-:薇蘸蠢夏茹7L摘要詳耋畦介紹了殮M一5分子篩催化刺的結(jié)構(gòu)特,及其在有機(jī)臺(tái)成,精細(xì)化工,環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用關(guān)鍵詞ZSM一5分子篩催化劑應(yīng)用6o年代初,PBwe及V.J.Fnlette,Y.Chen等人首先提出了"擇形催化"的概念,并且逐步地應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn),取得,分子篩催化領(lǐng)域的又次突破,引起人極大的興趣,隨著分子篩催化劑在工業(yè)中重要性的日益增

2、加,大夫活躍了新型分子篩的合成.由低,中硅比分子篩,到高硅三維交叉直通道的新結(jié)構(gòu)分子篩,再到非硅,鋁骨架的磷酸系列分子篩,新品種不斷涌現(xiàn)目前應(yīng)用最廣泛的是ZSM一5型分子篩=■ZSM一5分子篩的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)…卡造.見圖1a,它由8個(gè)五元環(huán)組成.這些單元通過棱邊連接,形成如圖1b所示的鏈.這些鏈可連接成許多薄片,并由薄片連接成三維骨架結(jié)構(gòu).鏈沿Z軸擴(kuò)展,平行于[010J的薄片如圖2所示,ZSM一5骨架可由圖3的薄片與形成四元環(huán)和六元環(huán)的鏡面交連構(gòu)成,含有兩種交叉的L道系統(tǒng),如圖3所示.1種是走向平行于[001]的

3、直的正弦波呈0.51mn(短徑)及05811111(長(zhǎng)徑)的橢圓形孔道,另一種是平行于一010的近乎圓形的,直徑為0.54～0.5611111的分散孔道.控制孔道的橢圓形lO元不開孔在圈3中可清楚的看ZSM一5的骨架含有1種新型的連接四面體的構(gòu)出.÷?}}一:…}一:?'-一十t幸"}?+?+一:…}?{…}}?{?'--}?{t一÷"}?{…}一÷?}}}"}一}?'…}?}一}?+々?{}一}?t}?+?+?{…}?}?+?益,社會(huì)效益.而且具有重要的戰(zhàn)略意義.我國(guó)目前的甲醇生產(chǎn)和消費(fèi)在數(shù)量及結(jié)構(gòu)上與世界

4、先進(jìn)國(guó)家相比差距很大我們應(yīng)加快甲醇建設(shè)步伐,開拓甲醇應(yīng)用的新途徑,新領(lǐng)域,以市場(chǎng)為導(dǎo)向,以技術(shù)為基礎(chǔ).以效益為目標(biāo),搞好甲醇下游產(chǎn)品開發(fā).參考文獻(xiàn)1房鼎業(yè),姚佩芳,朱丙辰.甲醇生產(chǎn)技術(shù)及進(jìn)展華東化工學(xué)院出版社上海,1990年2宋維瑞,肖任堅(jiān).甲醇工業(yè).化學(xué)工業(yè)出皈社.北京,1991年(收稿13期1999一o1—25)TheDevelopmentofMethanolDerivativeZhangJun(Chcmis~-Department,lmoyangInstituteofTechno1%7,PC471039

5、)AbstractThetechnologyandpentproductionsituation0imethanol&n',,afive,suchasform~dohyde,Ine山l—amine,.methylformate,methanolfud&methanolprotein.etc,areinm*luced.PrehminaryanalsisofdomesticmarketsisnandshoMngthattheprospectsofmethanolderivativeisveogoo

6、dKeywordsMethanol,Derivative——L——化工縱橫(Commems&ReviewsinCI》19992~4期■鷺圈圖圖2zsM一5單晶胞[olo]面的骨架圖氧原子未表示幃回繾如m圖3登M一5的通道系統(tǒng)ZSM一5分子篩的擇形催化性能在于它具有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn):(1)具有1個(gè)十元環(huán)的窗口,其大小介于細(xì)孔分子篩和粗孔分子篩之間.(21具有交叉L穴,交叉孔穴的直徑可高達(dá)0.9nm,此處可進(jìn)行催化反應(yīng)～(3)在孔道的走向上沒有籠,而這種籠可能是碳沉積最容易發(fā)生的部位(4芳烴及支鏈烴可選擇性地

7、吸附在橢圓形的主孔道中因此,ZsM一5分子篩具有高穩(wěn)定性,有很寬硅鋁比變化范圍調(diào)變表面酸性獨(dú)特三維直通道體系限制大分子的形成,十元環(huán)開孔與許多石油化工過程中烴類分子大小相近,形成了優(yōu)異的擇形性,而且通過離子交換,化學(xué)沉積,脫鋁或擔(dān)載金屬以及利用同晶交換技術(shù),將不同性質(zhì)的元素引人骨架,以調(diào)節(jié)其孔徑,表面性質(zhì)及賦于新的催化功能.■ZSM一5分子篩在石油化工應(yīng)用2.1由甲醇制取液烴燃料新西蘭于1985年春天建成r60萬t規(guī)模的合成汽油生產(chǎn)廠(即MTG工藝),這是第一次以甲醇法制取合成汽油的成功嘗試,它得益于Mobi

8、l公司開發(fā)的LSM一5分子篩擇形催化劑為核心的技術(shù),能夠高選擇性地將甲醇轉(zhuǎn)化為高辛烷值汽油,其所經(jīng)的化學(xué)反應(yīng)過程可表示為:2CHOH~CHOCH3+HiO【1)CHOCH一輕質(zhì)烯烴+H!O(21CHOCH一重質(zhì)烯烴+HO(3)重質(zhì)烯烴一芳烴+烷烴(4)ZsM一5的擇形催化作用可將產(chǎn)物的舍碳數(shù)控制在l0以下,若改變反應(yīng)條件.如提高反應(yīng)溫度,并對(duì)zsM一5稍加修飾,則可令上述反應(yīng)停止在第二步上,獲得更多