甲烷液相選擇性催化氧化制甲醇的研究.pdf

1、該文分析了甲烷液相選擇性催化氧化制甲醇的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,研究了甲烷在發(fā)煙硫酸中選擇性催化氧化制甲醇的工藝路線.篩選出了該反應體系的最佳催化劑;考察了V<,2>O<,5>和I2催化下工藝條件對反應過程的影響;結合實驗結果和文獻導出了在V<,2>O<,5>和I2催化下的催化機理;確定了在V<,2>O<,5>催化下的反應速率方程式;最后,對反應體系進行了熱力學計算.在催化劑的篩選中,考察了過渡金屬鹽及氧化物催化劑、碘系列催化劑和雜多酸、過渡金

2、屬配合物與有機金屬化合物催化劑.認為V<,2>O<,5>和I<,2>是最適宜的催化劑.在工藝條件的選擇中,分別研究了在V<,2>O<,5>I<,2>催化下,反應溫度、催化劑加入量、反應時間和發(fā)煙硫酸中SO<,3>的含量對反應的影響.篩選出的V<,2>O<,5>催化下的最優(yōu)工藝條件是:反應溫度180℃,催化劑用量0.25mol/l,反應時間2h,發(fā)煙硫酸中SO<,3>含量50wt％.在最優(yōu)工藝條件下甲烷轉化率為54.5%,甲醇收率為45.

3、5%.I<,2>催化下的最優(yōu)工藝條件是:反應溫度200℃,催化劑用量0.099 mol/l,反應時間3h,發(fā)煙硫酸中SO<,3>含量50wt%.在最優(yōu)工藝條件下甲烷轉化率為82.7%,甲醇收率為70.5%.在催化機理的研究中,用實驗結果否定了甲烷在發(fā)煙硫酸中選擇性催化氧化的自由基機理,認為該反應屬親電取代機理.并結合文獻推出了在V<,2>O<,5>和I<,2>催化下的催化機理.在反應速率的研究中,從壓力——時間曲線出發(fā),推出了在V<,2