Hydrothermal stability of SAPO34 in the methanoltoolefins process

Abstract

A new methanoltoolefins (MTO) process for the production of ethylene propylene and butenes has been joint1y developed by UOP and Norsk Hydro The process converts methanol to 49 mol% ethylene 32 mol% propylene and 10 mol% butenes (based on carbon) at near 100 % conversion The SAPO34 catalyst used in this process requires frequent carbonburn regenerations to remove nonvolatile coke deposits from within the micropores of the molecular sieve The paper describes the results of accelerated hydrothermal aging of SAPO34 powder to understand what structural changes might occur during the multiple reactionregeneration cycles of the MTO process No degradation of the SAPO34 molecular sieve structure is seen after either lower temperature hydrothermal aging (450 C) or 205 cycles of reaction and regeneration in the MTO process Partial SAPO34 structural collapse to a densephase crystalline aluminophosphate and condensed silica has been found to occur at severe hydrothermal conditions (650 C) Both the pure SAPO34 powder and spraydried catalyst undergo this transformation to a similar extent These findings indicate that the SAPO34 structure collapse does not appear to be a major concern for the longterm stability of the MTO catalyst

طورت شركتا فورسل هيدرو و(UOP) طريقة لتحويل الميثانول إلى أولفين (MTO) لإنتاج الإثيلين والبروبيلين والبيوتين، بحيث يتم تحويل الميثانول إلى إثيلين 49 % مول، بروبيلين 32 % مول وبيوتين 10 % مول (باعتماد الكربون) مقتربة بذلك من نسبة تحويل قدرها 100 % ولإعادة استعمال الحفاز (SAPO34) المستخدم في المعالجة يتطلب تكرار عملية تسخين الحفاز لحرق الكربون لإزالة الفحم غير المتطاير من فجوات الحفاز الدقيقة وتصف هذه الدراسة نتائج تسخين مسحوق الحفاز (SAPO34) في محاولة فهم التغيرات البنيوية التي قد تحدث خلال التفاعل أو خلال تسخين الحفاز لإعادة استعماله لم يلاحظ أي اضمحلال في الفتحات الدقيقة للحفاز بعد تسخينه عند درجة حرارة قدرها 450 م أو بعد 205 دورة من التفاعل وإعادة الاستعمال في عملية الـ(MTO)، غير أنه حصل تحول بنيوي في الحفاز إلى حالة بلورية أكثف عند زيادة تسخينه إلى درجة 650 م ولوحظ هذا التغير في كل من الحفاز المسحوق، والحفاز المرذوذ المجفف تبين هذه الدراسة أن التغير البنيوي لا يشكل عقبة كأداة لاستقرار الحفاز الطويل الأجل والمستخدم في طريقة (MTO)