甲醇與低碳烴耦合制芳烴催化劑的研究

袁 悅，劉 峰，燕陽天，石潤坤

（西安石油大學化學化工學院，陜西 西安 710065）

芳烴，特別是苯、甲苯和二甲苯(BTX)，是重要的石油化工原料，常被用于合成橡膠、合成纖維、合成樹脂。目前工業生產芳烴的方法主要分為兩大類：石油路線的催化重整、催化裂化制芳烴，以及非石油路線的甲醇、低碳烴制芳烴。市場上芳烴類產品的需求不斷增加，石油資源逐漸枯竭，常規的石油制備路線工藝能耗高，效率低；通過煤、天然氣等非石油資源得到甲醇及低碳烴，用于制備芳烴，已逐漸成為綠色、可持續生產高附加值產品的新工藝。目前以甲醇和低碳烴為原料生產芳烴的工藝已逐漸興起，但制約該工藝發展的關鍵問題是催化劑的選擇。HZSM-5 沸石分子篩由于其獨特的三維微孔拓撲結構，使其具有擇形性好、比表面積大、酸性強、水熱性能好等優點，在石油化工領域得到了廣泛的應用，但未經過改性的酸性HZSM-5 沸石分子篩，用于催化芳烴的選擇性較低，易失活。因此，對用于芳烴生產新工藝的催化劑的改性進行研究很有必要。

1 芳烴生產工藝

1.1 甲醇制芳烴工藝

20 世紀70 年代，美國Mobile 公司研究開發了固定床一段法甲醇制芳烴技術，催化劑的載體首次提出選用ZSM-5 分子篩。實驗發現，改性后的P/ZSM-5 催化劑的催化性能更優異，產物中芳烴的選擇性得到大幅度提高，C9+含量減少，說明負載P 可以進一步提高產物中芳烴的選擇性，同時還可以抑制重芳烴的生成[1-2]。隨后，Kuo J C W[3]又對該工藝進行了改進，設計了能夠富產芳烴的兩段工藝：第一段反應是在活性Al2O3催化作用下，反應前期的甲醇分子間脫水生成二甲醚，之后再進入第二段；……