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程序升温条件下甲醇转化反应及流化床催化剂SAPO-34的积碳
  • ISSN号:0253-9837
  • 期刊名称:Chinese Journal of Catalysis
  • 时间:2012
  • 页码:367-374
  • 分类:O643[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]中国科学院大连化学物理研究所甲醇制烯烃国家工程实验室,洁净能源国家实验室,辽宁大连116023
  • 相关基金:国家自然科学基金(20973164,20903091,20906089,21103180)~~
  • 相关项目:甲醇制烯烃过程活性物种的原位固体核磁共振研究
中文摘要:

在流化床反应条件下进行了SAPO-34催化的甲醇转化的程序升温反应,并分析了不同反应温度阶段的积碳产物.结合对反应流出物的检测结果和热分析及色质联用分析确定的积碳物种变化,解释了程序升温反应过程中甲醇转化特殊的变化趋势.在程序升温甲醇转化的积碳产物中,除芳烃外,还有一种饱和的多环烷烃积碳物种,它的生成影响了烃池活性中心的形成并引起甲醇转化在低温反应阶段的失活.甲基取代苯和甲基取代金刚烷是低温条件下SAPO-34催化的甲醇转化产生的主要积碳产物,它们在升温过程中会向甲基取代萘以及稠环芳烃转变.积碳物种的演变对应了甲醇转化在起始反应阶段(300~325oC)的反应活性升高和此后(325~350oC)的失活以及在更高温度阶段(350~400oC)活性的恢复.在反应性能评价和积碳分析基础上,首次提出了一种与金刚烷类积碳物种生成相关的低温甲醇转化的失活机理.

英文摘要:

Temperature-programmed methanol conversion was performed in a microscale fluidized-bed reactor and the deposited coke species formed during the reaction at different temperature ranges was analyzed.By combining effluent detection and measurements of confined coke species evolution with thermal analysis and GC/MS,a particular phenomenon that appeared in the methanol conversion was explained.Among the coke products,besides aromatic coke species,a new kind of coke compounds,multi-ringed alkanes,mainly composed of methy-ladamantane hydrocarbons were found in the low temperature range.The generation and accommodation of these adamantane hydrocarbons on the SAPO-34 catalyst suppressed the successive formation of hydrocarbon pool species,polymethylbenzenes,as the reaction center of methanol conversion,and caused the low activity of the SAPO-34 catalyst at low reaction temperature.In the temperature range of 300-350 oC,methylbenzenes and methyladamantanes were the main coke materials and they were transformed to methylnaphthalenes and polycyclic aromatics at higher temperature.The evolution of the confined coke compounds corresponded to the initial reactivity enhancement of the catalyst at 300-325 oC,the lowered activity at 325-350 oC,and recovered methanol conversion at 350-400 oC.Based on the coke analysis and catalytic performance tests,a new deactivation mechanism was proposed for the methanol conversion with the consideration of the abundant formation of adamantane hydrocarbons as the confined materials at low temperature.

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期刊信息
  • 《催化学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院大连化学物理研究所
  • 主编:李灿 张涛
  • 地址:大连市沙河口区中山路457号
  • 邮编:116023
  • 邮箱:chxb@dicp.ac.cn
  • 电话:0411-84379240
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-9837
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1195/O6
  • 邮发代号:8-93
  • 获奖情况:
  • 第三届国家期刊奖提名奖,中国科协精品科技期刊示范项目
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:19199