甲烷和丙烷無氧芳構(gòu)化反應(yīng)研究.pdf

1、甲烷在較高碳鏈的烴存在下能夠被低溫活化轉(zhuǎn)化為芳烴,此反應(yīng)具有重要的理論和實(shí)際意義,也為甲烷和天然氣的直接利用提供了一個(gè)新的途徑。本論文是關(guān)于金屬改性的HZSM-5催化劑對(duì)甲烷和丙烷協(xié)同活化反應(yīng)的催化性能的研究,并采用NH3-TPD、SEM、BET、TG-DTA、Near-IR-Raman、和UV-Raman等手段,對(duì)催化劑表面酸性質(zhì)、比表面、積碳行為等方面進(jìn)行了考察,主要結(jié)果如下： 論文首先在Zn-La/HZMS-5催化劑上成功

2、地實(shí)現(xiàn)了甲烷和丙烷混合氣體的無氧芳構(gòu)化反應(yīng)。Zn的擔(dān)載量為6％、La的擔(dān)載量為1％時(shí)甲烷的活性最佳。在溫度為550℃,空速為GHSV(CH4+C3H8+N2)=600cm3g-1h-1,反應(yīng)氣的原料組成CH4/C3H8=5.0的條件下,在ZnLa/HZ(I)催化劑上,甲烷轉(zhuǎn)化率達(dá)到31.4％,丙烷轉(zhuǎn)化率為99.7％,芳烴選擇性為64.1％。進(jìn)一步研究了水蒸氣再生法、空氣燃燒再生法等不同再生條件對(duì)催化劑再生的影響。 論文也得到了制

3、備方法也對(duì)催化劑的性能產(chǎn)生明顯的影響,分步浸漬的方法制備的催化劑的活性和穩(wěn)定性都要高于離子交換-浸漬混合法制備的催化劑。不同來源不同Si/Al比的分子篩制備的催化劑對(duì)芳構(gòu)化性能影響很大。 論文還研究了在Pt/HZSM-5和Ag/HZSM-5催化劑上的芳構(gòu)化性能。表明Pt/HZSM-5催化劑再生前后穩(wěn)定性能均較高。 論文還在Ga/HZSM-5催化劑上考察了原料氣組成(C1/C3)、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度及空速對(duì)此反應(yīng)的影響,結(jié)

4、果表明丙烷有效地活化了甲烷而且兩者實(shí)現(xiàn)了共活化。這是低溫活化甲烷的一條新途徑。進(jìn)一步考察了第二組分金屬(Cu,Pt,Pd)改性的Ga/HZSM-5對(duì)甲烷和丙烷混合氣體的無氧芳構(gòu)化反應(yīng)性能的影響,以及不同再生條件對(duì)反應(yīng)的影響。結(jié)果表明添加一定量的Cu,Pt,Pd后,有助于甲烷和丙烷的共活化反應(yīng),甲烷轉(zhuǎn)化率達(dá)到26％。催化劑的穩(wěn)定性也有所提高。 本文通過NH3-TPD、DTA-TG、Near-IR-Raman、UV-Raman和SE