甲烷和丙烷無氧芳構化反應研究.pdf

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

2、地實現了甲烷和丙烷混合氣體的無氧芳構化反應。Zn的擔載量為6％、La的擔載量為1％時甲烷的活性最佳。在溫度為550℃,空速為GHSV(CH4+C3H8+N2)=600cm3g-1h-1,反應氣的原料組成CH4/C3H8=5.0的條件下,在ZnLa/HZ(I)催化劑上,甲烷轉化率達到31.4％,丙烷轉化率為99.7％,芳烴選擇性為64.1％。進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催化劑再生的影響。 論文也得到了制

3、備方法也對催化劑的性能產生明顯的影響,分步浸漬的方法制備的催化劑的活性和穩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芳構化性能影響很大。 論文還研究了在Pt/HZSM-5和Ag/HZSM-5催化劑上的芳構化性能。表明Pt/HZSM-5催化劑再生前后穩定性能均較高。 論文還在Ga/HZSM-5催化劑上考察了原料氣組成(C1/C3)、反應時間、反應溫度及空速對此反應的影響,結

4、果表明丙烷有效地活化了甲烷而且兩者實現了共活化。這是低溫活化甲烷的一條新途徑。進一步考察了第二組分金屬(Cu,Pt,Pd)改性的Ga/HZSM-5對甲烷和丙烷混合氣體的無氧芳構化反應性能的影響,以及不同再生條件對反應的影響。結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,甲烷轉化率達到26％。催化劑的穩定性也有所提高。 本文通過NH3-TPD、DTA-TG、Near-IR-Raman、UV-Raman和SE