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随着市场对异丁烯需求量的增加,迫切要求提高C4馏分的利用率。正丁烯若能够异构制取异丁烯将获得很大的经济效益。正丁烯异构工艺流程简单,但催化剂上发生的副反应较多,反应规律复杂;催化剂也容易积碳失活。
本研究针对上述问题,首先选用Si/Al比为0.13的SAPO-11分子筛,制备了异构催化剂,在考察工艺及再生条件的基础上,对催化剂的稳定性进行了评价;其次为了提高催化剂的稳定性,研究了水热处理对催化剂物化性质和异构性能的影响,并考察了水热处理条件;然后对积碳催化剂进行了BET、SEM及NH3-TPD表征,研究了催化剂的积碳过程;最后初步分析了反应机理。
实验结果表明:在反应温度460℃、反应压力0.1Mpa、重时空速6h-1、再生温度550℃及再生时间10h等适宜条件下,SAPO-11分子筛初始活性较好,但稳定性及再生稳定性欠佳;在水热处理温度500℃、处理重时空速2h-1及处理时间3h的适宜条件下,水热改性未改变晶相,但降低了强酸酸量,改善了孔道结构,抑制了结碳等副反应,提高了催化剂的稳定性;积碳首先在催化剂内外表面强酸位上形成,并逐渐掩盖了微孔孔道,加剧了传质阻力,从而造成了异丁烯选择性及收率下降;异构反应存在单分子及双分子反应机理,烷烃主要在双分子反应历程中生成。