Page 164 - 《精细化工》2023年第9期

·2012· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

产物远大于分子筛的最大处理量从而引起中间产物 3 结论
聚集，低碳烯烃选择性下降，导致低碳烯烃的收率
从 23.43%（氧化物与分子筛质量比为 1∶1）下降至 （1）共沉淀法制备的 InZr-C 相对于水热法制备
17.96%（氧化物与分子筛质量比为 3∶1）。而当金 的 InZr-H 来说晶粒粒径更小、结晶度更高，In 在晶
属氧化物上的中间产物远小于分子筛的最大处理 体内外部的分布更为均匀，比表面积、介孔孔容及
量时，只有少数分子筛能够参加化学反应，从而造 平均孔径更大、介孔丰富，同时 In—O、Zr—O 化
成分子筛的浪费 [18] 。因此，选择氧化物与分子筛的 学键强度更强，使其具有更高的 CO 转化率、低碳
最佳质量比为 1∶1。 烯烃选择性和低碳烯烃收率；
2.3.4 反应压力 （2）InZr-550 ℃晶粒粒径适中、结晶度良好，
4+
探究了反应压力对催化效果的影响，结果见图 12。 氧化物中的 Zr 以 Zr 的形式掺杂进入 In 2 O 3 晶体内
形成较完整的 InZrO x 固溶体，有效用于催化转化的
部分更多；
（3）同类研究的低碳烯烃收率为 13%~17%，
CO 2 选择性 为 30%~40% ， C 5+ 烃 类选择性 为
2%~15%；本文在获得比其他同类研究更高的低碳
烯烃收率（23.98%）前提下，InZrO x /SAPO-34 双功
能催化剂具有更低的副产物 CO 2 选择性（5.99%），
更高的 C 5+ 烃类选择性（33.07%）；
（4）本研究中的 InZrO x /SAPO-34 双功能催化剂
能够显著提高 CO 的转化率、降低副产物 CO 2 选择

反应条件：400 ℃、n(H 2)∶n(CO)=3∶1、GHSV=2000 mL/(g cat·h)、 性，但仍存在催化产物中低碳烯烃选择性/低碳烷烃
氧化物与分子筛质量比为 1∶1 选择性之比不高的问题。因此，下一步的研究重点
图 12 反应压力对催化效果的影响 可以尝试加入碱金属元素（如 K、Na 等）降低低碳
Fig. 12 Effect of reaction pressure on catalytic performance 烷烃的选择性，进一步提高双功能催化剂的低碳烯

由图 12 可知，随着反应压力的增加，分子间的 烃选择性和收率。
碰撞几率增加，CO 转化率逐渐增加，在 4 MPa 时
参考文献：
CO 转化率达到 83.24%；CO 2 选择性、甲烷选择性
[1] REN J (任健), LI D P (李大鹏), WANG N B (王宁波), et al.
随着反应压力的增加而逐渐增加，C 5+ 烃类的选择性 Advances in synthesis technologies of low-carbon olefins based C1
呈现出逐渐降低的趋势。但反应压力过大会导致反 chemistry[J]. Modern Chemical Industry (现代化工), 2018, 38(8):
58-62．
应生成的烯烃发生二次加氢。此外，反应气在催化
[2] LIU S S (刘赛赛), YAO J G (姚金刚), CHEN G Y (陈冠益), et al.
剂表面的浓度增大会导致局部温升，从而使低碳烯 One-step catalyst for the preparation of light olefins and liquid fuels
烃的选择性先增加至 37.74%（3 MPa）后降低至 from syngas[J]. Journal of Fuel Chemistry and Technology (燃料化
学学报), 2022, 51: 1-19.
20.43%（4 MPa），低碳烯烃的收率先增加至 23.98% [3] CORMA A, MELO F V, SAUVANAUD L, et al. Light cracked
（3 MPa）后急剧下降。因此，选择最佳反应压力为 naphtha processing: Controlling chemistry for maximum propylene
3 MPa。 production[J]. Catalysis Today, 2005, 107/108: 699-706.
[4] CHENG K, VIRGINIE M, ORDOMSKYO V V, et al. Pore size
因此，在最佳工艺条件〔400 ℃、3 MPa、n(H 2 )∶ effects in high-temperature Fischer-Tropsch synthesis over supported
n(CO)=3∶1、GHSV=2000 mL/(g cat ·h)、氧化物与分 iron catalysts[J]. Journal of Catalysis, 2015, 328: 139-150.
[5] JIAO F, LI J J, PAN X L, et al. Selective conversion of syngas to
子筛质量比为 1∶1〕下，InZr-550 ℃/SAPO-34 用
light olefins[J]. Science, 2016, 351(6277): 1065-1068.
于合成气催化转化的 CO 转化率为 67.58%，低碳烯 [6] SHI Y Y (史永永), JIANG D H (蒋东海), YANG C L (杨春亮),
烃选择性为 37.74%，C 5+ 烃类选择性为 33.07%，低 et al. Research progress of bifunctional catalyst for one-step
coversion from syngas to light olefins[J]. Applied Chemical Industry
碳烯烃收率高达 23.98%，副产物 CO 2 选择性仅为
(应用化工), 2021, 50(4): 1060-1063.
5.99%。 [7] XU Z Q (徐哲琦). Study on novel indium oxide based catalysts for
2.3.5 稳定性 oxidative dehydrogenation of ethylbenzene with CO 2[D]. Taiyuan:
Taiyuan University of Technology (太原理工大学), 2021.
本文所使用的双功能催化剂在反应到达稳定 [8] CHEN M (陈淼). Dehydrogenation of propane to propylene in the
20 h 后 CO 转化率有所下降，低碳烯烃和 C 5+ 烃类的 presence of carbon dioxide over novel gallium and indium oxide
based catalysts[D]. Shanghai: Fudan University (复旦大学), 2012.
选择性无明显变化，导致低碳烯烃的收率下降至最

高收率的 85%，收率降至 20.34%，稳定性较好。 （下转第 2019 页）