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1、ZSM—5分子筛择形催化剂的工业应用I雹皇脚1999年第4期化工纵横(Comments&RevewslnC.1.》骥誊翁:筹筛器掰催事帮施芏姐应南.-僚_红:_-:薇蘸蠢夏茹7L摘要详耋畦介绍了殓M一5分子筛催化刺的结构特,及其在有机台成,精细化工,环保等领域的应用关键词ZSM一5分子筛催化剂应用6o年代初,PBwe及V.J.Fnlette,Y.Chen等人首先提出了"择形催化"的概念,并且逐步地应用到工业生产,取得,分子筛催化领域的又次突破,引起人极大的兴趣,随着分子筛催化剂在工业中重要性的日益增
2、加,大夫活跃了新型分子筛的合成.由低,中硅比分子筛,到高硅三维交叉直通道的新结构分子筛,再到非硅,铝骨架的磷酸系列分子筛,新品种不断涌现目前应用最广泛的是ZSM一5型分子筛=■ZSM一5分子筛的结构及特点…卡造.见图1a,它由8个五元环组成.这些单元通过棱边连接,形成如图1b所示的链.这些链可连接成许多薄片,并由薄片连接成三维骨架结构.链沿Z轴扩展,平行于[010J的薄片如图2所示,ZSM一5骨架可由图3的薄片与形成四元环和六元环的镜面交连构成,含有两种交叉的L道系统,如图3所示.1种是走向平行于[001]的
3、直的正弦波呈0.51mn(短径)及05811111(长径)的椭圆形孔道,另一种是平行于一010的近乎圆形的,直径为0.54～0.5611111的分散孔道.控制孔道的椭圆形lO元不开孔在圈3中可清楚的看ZSM一5的骨架含有1种新型的连接四面体的构出.÷?}}一:…}一:?'-一十t幸"}?+?+一:…}?{…}}?{?'--}?{t一÷"}?{…}一÷?}}}"}一}?'…}?}一}?+々?{}一}?t}?+?+?{…}?}?+?益,社会效益.而且具有重要的战略意义.我国目前的甲醇生产和消费在数量及结构上与世界
4、先进国家相比差距很大我们应加快甲醇建设步伐,开拓甲醇应用的新途径,新领域,以市场为导向,以技术为基础.以效益为目标,搞好甲醇下游产品开发.参考文献1房鼎业,姚佩芳,朱丙辰.甲醇生产技术及进展华东化工学院出版社上海,1990年2宋维瑞,肖任坚.甲醇工业.化学工业出皈社.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——化工纵横(Commems&ReviewsinCI》19992~4期■鹭圈图图2zsM一5单晶胞[olo]面的骨架图氧原子未表示帏回缱如m图3登M一5的通道系统ZSM一5分子筛的择形催化性能在于它具有以下结构特点:(1)具有1个十元环的窗口,其大小介于细孔分子筛和粗孔分子筛之间.(21具有交叉L穴,交叉孔穴的直径可高达0.9nm,此处可进行催化反应～(3)在孔道的走向上没有笼,而这种笼可能是碳沉积最容易发生的部位(4芳烃及支链烃可选择性地
7、吸附在椭圆形的主孔道中因此,ZsM一5分子筛具有高稳定性,有很宽硅铝比变化范围调变表面酸性独特三维直通道体系限制大分子的形成,十元环开孔与许多石油化工过程中烃类分子大小相近,形成了优异的择形性,而且通过离子交换,化学沉积,脱铝或担载金属以及利用同晶交换技术,将不同性质的元素引人骨架,以调节其孔径,表面性质及赋于新的催化功能.■ZSM一5分子筛在石油化工应用2.1由甲醇制取液烃燃料新西兰于1985年春天建成r60万t规模的合成汽油生产厂(即MTG工艺),这是第一次以甲醇法制取合成汽油的成功尝试,它得益于Mobi
8、l公司开发的LSM一5分子筛择形催化剂为核心的技术,能够高选择性地将甲醇转化为高辛烷值汽油,其所经的化学反应过程可表示为:2CHOH~CHOCH3+HiO【1)CHOCH一轻质烯烃+H!O(21CHOCH一重质烯烃+HO(3)重质烯烃一芳烃+烷烃(4)ZsM一5的择形催化作用可将产物的舍碳数控制在l0以下,若改变反应条件.如提高反应温度,并对zsM一5稍加修饰,则可令上述反应停止在第二步上,获得更多
