[0044] 合成氣催化制備丙烷
[0045] 將上述所得雙功能催化劑顆粒分別裝于固定床反應(yīng)器中,催化劑裝填(裝填量為
2g)后,在氫氣氣氛下280℃還原5h,氫氣流量20ml/min。還原結(jié)束后調(diào)至反應(yīng)溫度,并將還原氣切換成反應(yīng)氣,反應(yīng)氣H2/CO摩爾比在4。反應(yīng)產(chǎn)物均以氣態(tài)形式引入氣相色譜進(jìn)行在線分析。
[0046] 根據(jù)各組分的含量變化計(jì)算一氧化碳轉(zhuǎn)化率,丙烷選擇性及收率。催化劑連續(xù)工作一定時(shí)間后,收率維持初始水平的90%以上時(shí)的時(shí)長記為催化劑的壽命。結(jié)果如表3所示。
[0047] 表3
[0048]
[0049] 結(jié)合上表2、3可知,實(shí)施例1~3,4~5中原料投料SiO2/Al2O3摩爾比在1:(0.05~0.15)范圍,合成H?SSZ?13分子篩的硅鋁摩爾比減少,催化劑表面酸位點(diǎn)較多,一氧化碳轉(zhuǎn)化率在
78%以上;原料投料氧化鈉及水的含量影響合成體系的堿度,堿度越高越容易溶解分子篩,使晶粒和峰面積均減小。當(dāng)Na2O在(0.15~0.45)且H2O在(20~80)時(shí),分子篩的平均晶粒尺寸控制在(50~70)nm,且2θ為9.59°、13.01°、20.81°的晶面晶粒尺寸分別在(60~65)nm、(55~70)nm、(50~60)nm,且2θ為13.01°、20.81°的相對(duì)峰面積分別大于0.3和大于0.7,丙烷選擇性和壽命分別大于80%和大于500h。
[0050] 實(shí)施例6 7:模板劑用量在0.2 3.0,能夠保證材料結(jié)構(gòu)具有較高穩(wěn)定性,合成分子~ ~
篩的2θ為13.01°相對(duì)峰面積大于0.30且2θ為20.81°相對(duì)峰面積大于0.70,催化劑壽命可達(dá)到500h以上。
[0051] 對(duì)比例1~4中,當(dāng)Na2O低于0.15或H2O高于80時(shí),體系堿度降低,2θ為9.59°、13.01°、
20.81°的晶面晶粒尺寸且平均晶粒尺寸增大,對(duì)丙烷的選擇性降低;當(dāng)Na2O高于0.45或H2O低于20時(shí),體系堿度升高,2θ為13.01°、20.81°相對(duì)峰面積減小,分子篩骨架穩(wěn)定性降低,催化劑壽命縮短;且2θ為9.59°、13.01°、20.81°的晶面晶粒尺寸且平均晶粒尺寸減小,丙烷選擇性變差。
[0052] 對(duì)比例5~6中,投料SiO2/Al2O3摩爾比高于(1:0.05)造成分子篩SiO2/Al2O3摩爾比大于20,催化劑酸位點(diǎn)減少,對(duì)一氧化碳轉(zhuǎn)化率降低;投料SiO2/Al2O3摩爾比小于(1:0.15)造成分子篩SiO2/Al2O3摩爾比低于10,分子篩骨架不穩(wěn)定,使催化劑使用壽命大幅降低。
[0053] 對(duì)比例7 8中,當(dāng)模板劑用量大于3.0,無法正常合成分子篩;當(dāng)模板劑用量低于~
0.15時(shí),2θ為13.01°相對(duì)峰面積低于0.30且2θ為20.81°相對(duì)峰面積低于0.70且平均晶粒尺寸小于40nm且2θ為9.59°小于60nm且2θ為13.01°小于55nm且2θ為20.81°小于50nm時(shí),一氧化碳轉(zhuǎn)化率及丙烷選擇性及催化劑壽命均較差。
[0054] 對(duì)比例9 10中,更換為其他模板劑后,2θ為9.59°的晶面晶粒尺寸大于65nm且2θ為~
13.01°的晶面晶粒尺寸大于70nm且2θ為20.81°的晶面晶粒尺寸大于60nm且平均晶粒尺寸大于70nm,丙烷選擇性降低。
[0055] 通過以上分析可知,通過將本發(fā)明提供的雙功能催化劑的關(guān)鍵點(diǎn)調(diào)節(jié)在設(shè)定范圍內(nèi),其在應(yīng)用于合成氣催化制備丙烷的過程中,可實(shí)現(xiàn)一氧化碳轉(zhuǎn)化率78%,丙烷選擇性及收率分別在80%以上和50%以上;且催化劑連續(xù)工作500h后,收率仍維持初始水平的90%以上。