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        利用合成SAPO-34分子篩的晶化殘液合成SAPO-34分子篩

        2015-06-09 02:33:42薛云鵬朱偉平
        化工科技 2015年3期
        關(guān)鍵詞:硅源殘液晶化

        薛云鵬,朱偉平,李 飛

        (北京低碳清潔能源研究所,北京 102211)

        SAPO分子篩是美國聯(lián)合碳化物公司(UCC)于1984年研究開發(fā)出的非沸石催化劑[1-2]。目前SAPO分子篩已報道有13種三維微孔的骨架結(jié)構(gòu),SAPO-34是其中的一種,結(jié)構(gòu)類似菱沸石,具有三維交叉孔道,孔徑約為0.38 nm,屬立方晶系。由于其具有適宜的質(zhì)子酸性、適宜的孔道結(jié)構(gòu)、較大的比表面積、較好的吸附性能以及較好的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性等,使其在作為甲醇制烯烴反應(yīng)催化劑中呈現(xiàn)較好的催化活性和選擇性[3-8]。然而,在SAPO-34分子篩合成過程中會產(chǎn)生大量的晶化殘液,晶化殘液中除了含有大量水之外,還含有殘留的模板劑(有機(jī)胺)、硅源、鋁源、磷源等組分。通常對晶化殘液的處理方法是將晶化殘液進(jìn)行污水處理,或進(jìn)行適當(dāng)分離處理以提取晶化殘液中的有用成分然后再進(jìn)行排污處理,而這樣處置晶化殘液不僅增加了生產(chǎn)成本,繁雜了生產(chǎn)工藝,還污染了環(huán)境、浪費(fèi)了資源。如何能夠充分有效地利用晶化殘液是當(dāng)前研究的一個課題。如果能對其進(jìn)行有效再利用,則不僅具有經(jīng)濟(jì)利益,而且對環(huán)境保護(hù)也有貢獻(xiàn),因此開展了利用晶化殘液合成SAPO-34分子篩的研究。在合成SAPO-34分子篩原粉過程中產(chǎn)生的晶化殘液中加入適量的鋁源、磷源、硅源、模板劑等物料制備成凝膠混合物,經(jīng)過老化、水熱晶化、洗滌、干燥和焙燒等,得到SAPO-34分子篩,實現(xiàn)了晶化殘液的有效再利用[9]。

        1 實驗部分

        1.1 試劑與儀器

        模板劑:三乙胺:AR,北京化工廠;四乙基氫氧化銨:AR,北京興福精細(xì)化學(xué)研究所;二乙胺、嗎啉:AR,天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所。硅源:硅溶膠:CP,w(SiO2)=40%,青島海洋化工有限公司;正硅酸乙酯:AR,天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所;硅酸鈉:AR,北京益利精細(xì)化學(xué)品有限公司。鋁源:擬薄水鋁石:工業(yè)級,w(Al2O3)=21.1%,山東鋁業(yè)股份有限公司;異丙醇鋁:AR,天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所。磷源:磷酸:AR,w(H3PO4)=85%,北京化工廠。甲醇:AR,北京化工廠;氫氣:精純,體積分?jǐn)?shù)99.99%,北京氦普北分氣體工業(yè)有限公司;氦氣:體積分?jǐn)?shù)99.999%,氮?dú)猓后w積分?jǐn)?shù)99.999%,空氣:體積分?jǐn)?shù)99.9%,均為精純,北京市北溫氣體制造廠。

        電子天平:FA2004,上海越平科學(xué)儀器有限公司;磁力攪拌器:85-2,金壇市榮華儀器制造有限公司;數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱:GZX-9076MBE,上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;壓力容彈:120mL,聚四氟乙烯內(nèi)膽,煙臺高新區(qū)科立自控設(shè)備研究所;離心機(jī):TGL-5A,無錫市瑞江分析儀器有限公司;電阻爐:SX3-8-10A,天津市中環(huán)實驗電爐有限公司;電動壓片機(jī):DY-30,天津市科器高新技術(shù)公司。

        催化劑評價使用MTO固定床微反實驗裝置:催化劑藏量0.3~3 g,預(yù)熱溫度260±1.0 ℃,反應(yīng)恒溫溫度450±1.0 ℃,反應(yīng)壓力<0.5 MPa,北京惠爾三吉綠色化學(xué)科技有限公司;在線色譜為上海天美科學(xué)儀器有限公司GC-7900氣相色譜儀器;離線色譜為日本島津GC-2014氣相色譜儀。

        1.2 晶化殘液合成分子篩方法

        采用水熱晶化法合成SAPO-34分子篩的具體步驟如下。

        (1) 向合成SAPO-34分子篩產(chǎn)生的晶化殘液中,分別加入適量的鋁源、磷源、硅源和模板劑,混合均勻。

        (2) 陳化或老化。將混合均勻的混合物在一定溫度條件下老化一段時間。

        (3) 水熱晶化。將老化后的混合溶液裝入晶化釜,在溫度150~230 ℃條件下靜止晶化一定時間。

        (4) 過濾、洗滌和干燥。將晶化后的混合液經(jīng)離心分離,并用去離子水將固體產(chǎn)物洗至中性,將該固體產(chǎn)物在溫度100 ℃下烘干得到SAPO-34分子篩原粉。

        (5) 焙燒。將SAPO-34分子篩原粉在溫度450~650 ℃條件下,在馬弗爐中焙燒一段時間即得到SAPO-34分子篩。

        1.3 分子篩的表征方法

        分子篩晶型分析是在德國Bruker D8 X射線衍射儀上進(jìn)行,掃描范圍2θ=5.0°~50.0°,Cu靶,Kα輻射,λ=0.154 nm,電壓40 kV,電流40 mA。

        分子篩表面形貌分析是在日本Hitachi S-4700場發(fā)射掃描電子顯微鏡上進(jìn)行,加速電壓20 kV,電流10 μA。

        分子篩的元素組成分析是在Hitachi S-4700場發(fā)射掃描電子顯微鏡X射線能譜儀配件上進(jìn)行的,放大倍數(shù)1 000倍。

        分子篩的組成分析是在Nicolet 8700 傅立葉變換紅外光譜儀上進(jìn)行,KBr壓片制樣。

        1.4 分子篩評價

        1.4.1 分子篩評價方法

        將焙燒后脫除模板劑的SAPO-34分子篩粉末,經(jīng)過壓片、粉碎后,稱取適量經(jīng)焙燒活化、粒度為0.42~0.84 mm的SAPO-34分子篩,用相同粒徑的適量石英砂稀釋SAPO-34分子篩。將石英砂與SAPO-34分子篩混合均勻后,裝入固定床微型反應(yīng)器的恒溫段中,開始進(jìn)入甲醇。催化劑評價條件為:反應(yīng)溫度450~500 ℃,甲醇的質(zhì)量空速為1~5 h-1。分子篩催化性能評價裝置見圖1。

        圖1 催化劑評價裝置圖

        1.4.2 分子篩評價計算

        根據(jù)碳平衡按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算選擇性。

        乙烯、丙烯和乙烯+丙烯選擇性計算方法如下。

        S(C2H4)=m(C2H4)/Σmi

        (1)

        S(C3H6)=m(C3H6)/Σmi

        (2)

        S(C2H4)+S(C3H6) =[m(C2H4)+m(C3H6)]/ Σmi

        (3)

        式中S為選擇性;i包括C1~C5烴類、永久性氣體 (H2、CO和CO2)。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 SAPO-34分子篩的合成及性能

        采用適量的鋁源、硅源、磷源和模板劑,按圖2所示水熱晶化法工藝合成分子篩原粉。其中晶化條件為晶化溫度200 ℃,晶化時間48 h。

        圖2 SAPO-34分子篩原粉合成工藝

        所合成SAPO-34分子篩的XRD譜圖見圖3,其中綠色為卡片號47-0617的SAPO-34標(biāo)準(zhǔn)XRD譜圖。

        2θ/(°)圖3 SAPO-34分子篩XRD譜圖

        從圖3可以看出,樣品的譜圖與標(biāo)準(zhǔn)SAPO-34一樣,表明在控制適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)原料用量和反應(yīng)條件情況下可以合成出純凈的SAPO-34分子篩。同時從圖3還可以看出,在2θ值為26°和31°處均各出現(xiàn)1個雙峰,表明該樣品是純凈的SAPO-34分子篩且沒有缺陷。

        合成的SAPO-34分子篩表面形貌圖見圖4。

        圖4 SAPO-34分子篩表面形貌圖

        由圖4可見,所合成的分子篩為SAPO-34所特有的比較規(guī)則的立方體晶型,平均晶粒3~8 μm。

        合成SAPO-34分子篩樣品的FT-IR光譜見圖5。

        σ/cm-1圖5 SAPO-34分子篩樣品的FT-IR光譜

        從圖5可以看出,波數(shù)從低到高可以歸屬為:480 cm-1為SiO4四面體的T—O彎曲振動峰;530 cm-1為SiO4(或AlO4)的T—O彎曲振動峰;570 cm-1為PO4的T—O彎曲振動峰;640 cm-1為雙六元環(huán)振動峰;730 cm-1為P—O(或Al—O)對稱振動峰;1 110 cm-1為O—P—O的非對稱振動峰;1 215 cm-1為P—O—Al(或P—O—P)非對稱振動峰;1 400和1 480 cm-1處均出現(xiàn)可歸屬CH2基團(tuán)的2個吸收峰,來源于填充在分子篩孔道結(jié)構(gòu)中的模板劑分子;1 640 cm-1處出現(xiàn)的1個吸收峰為分子篩樣品所吸附的水。3 420 cm-1處出現(xiàn)的1個強(qiáng)吸收峰可以歸屬為模板劑中含N基團(tuán)。

        2.2 晶化殘液合成SAPO-34分子篩的性能

        利用合成SAPO-34分子篩所剩余的晶化殘液,通過添加適量的鋁源、硅源、磷源和模板劑,按照如圖6所示工藝合成分子篩原粉。其中,晶化條件為晶化溫度200 ℃,晶化時間48 h。

        圖6 晶化殘液制備SAPO-34分子篩原粉工藝

        利用晶化殘液合成SAPO-34分子篩的XRD譜圖見圖7,其中綠色為卡片號47-0617的SAPO-34標(biāo)準(zhǔn)XRD譜圖。

        2θ/(°)圖7 晶化殘液合成的SAPO-34分子篩XRD譜圖

        從圖7可以看出,樣品的譜圖與標(biāo)準(zhǔn)SAPO-34一樣,這表明:利用合成SAPO-34分子篩產(chǎn)生的晶化殘液,通過適當(dāng)添加模板劑、硅源、鋁源和磷源,同時控制適當(dāng)反應(yīng)條件的情況下,可以合成出純凈的SAPO-34分子篩。從圖7同樣可以看出,在2θ值為26°和31°處均各出現(xiàn)1個雙峰,表明該樣品是SAPO-34分子篩且沒有缺陷。

        采用晶化殘液合成的樣品表面形貌圖見圖8。

        圖8 采用晶化殘液合成樣品表面形貌圖

        由圖8可見,所合成的分子篩為SAPO-34所特有的比較規(guī)則的立方體晶型,只是由于在后處理洗滌過程中未洗干凈,導(dǎo)致樣品顯現(xiàn)有少許雜質(zhì)。

        2種方法合成樣品的FT-IR光譜圖見圖9。

        σ/cm-1圖9 2種方法合成樣品的FT-IR光譜圖

        從圖9可以看出,兩者的譜圖相同,表明采用晶化殘液也可以合成出SAPO-34分子篩;

        2.3 2種合成分子篩催化性能比較

        將采用晶化殘液法合成的SAPO-34分子篩和傳統(tǒng)水熱晶化法合成的SAPO-34分子篩,利用MTO微反評價裝置進(jìn)行低碳烯烴選擇性比較,結(jié)果見表1。其中傳統(tǒng)水熱晶化法合成的SAPO-34分子篩以A表示,晶化殘液合成SAPO-34分子篩以B表示。

        表1 2組分子篩作為MTO反應(yīng)催化劑時催化性能 S/%

        從表1可以看出,2組分子篩作為MTO反應(yīng)催化劑時,對低碳烯烴(乙烯+丙烯)選擇性相近,其它副產(chǎn)物只是B樣品中氫氣產(chǎn)量略多。因此,從該表可以得出結(jié)論,由于采用晶化殘液法合成的SAPO-34分子篩同傳統(tǒng)水熱晶化法合成的分子篩在甲醇制烯烴反應(yīng)中表現(xiàn)出相近的催化性能,因此,采用晶化殘液法合成的SAPO-34分子篩同樣可以作為甲醇制烯烴反應(yīng)催化劑的活性組分。

        3 結(jié) 論

        (1) 利用水熱晶化法合成SAPO-34分子篩所產(chǎn)生的晶化殘液,通過添加適量的硅源、鋁源、磷源和模板劑,在適宜的條件下,可以合成出純凈的SAPO-34分子篩;

        (2) 采用晶化殘液法合成的SAPO-34分子篩同傳統(tǒng)水熱晶化法合成的分子篩在甲醇制烯烴反應(yīng)中表現(xiàn)出相近的催化性能,因此,采用晶化殘液法合成的SAPO-34分子篩同樣可以作為甲醇制烯烴反應(yīng)催化劑的活性組分。

        [ 參 考 文 獻(xiàn) ]

        [1] Lok B M,Messina C A,Lyle P R.Crystalline silico aluminophosphate:US,4440871[P].1984-04-03.

        [2] Lok B M,Messina C A,Patton R L,et al.Silicoaluminophosphate molecular sieves:another new class of microporous crystalline inorganic solids[J].J Am Chem Soc,1984,106:6092-6093.

        [3] 須沁華.SAPO分子篩[J].石油化工,1988,17(3):186-193.

        [4] 王勁松,王開岳.硅磷酸鋁分子篩及其在甲醇制烯烴中的應(yīng)用研究[J].石油與天然氣化工,1997,26(1):1-5.

        [5] 趙毓章,景振華.甲醇制烯烴催化劑及工藝的新進(jìn)展[J].石油煉制與化工,1999,30(2):23-28.

        [6] Wilson S,Barger P.The characteristics of SAPO-34 which influence the conversion of methanol to light olefins [J].Micropor Mesopor Mat,1999,29:117-126。

        [7] Liang J,Li H Y, et al.Characteristics and performance of SAPO-34 catalyst for methanol-to-olefin conversion [J].Appl Catal,1990,64:31-40.

        [8] 何長青,劉中民,楊立新,等.三乙胺法合成磷酸鋁分子篩SAPO-34的研究[J].天然氣化工,1993,18(5):14-18.

        [9] 岳國,朱偉平,蔣立翔,等.一種利用SAPO-34分子篩的晶化殘液制備SAPO-34分子篩的方法:CN,200910082915.0[P].2009-10-14.

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