甲烷和丙烷混合烷烴的無氧芳構(gòu)化反應(yīng)及其催化劑研究.pdf

1、在較高碳鏈的烴存在下,甲烷能夠被低溫活化轉(zhuǎn)化為芳烴,此反應(yīng)具有重要的理論和實(shí)際意義.這個方法也為甲烷和天然氣的直接利用提供了一個新的途徑.該論文對甲烷在丙烷存在下的芳構(gòu)化反應(yīng)進(jìn)行了探索性研究,并采用NH<,3>-TPD、CH<,4>-TPD、H<,2>-TPR和TG等手段,對催化劑表面酸性質(zhì)、還原性質(zhì)、對甲烷的吸附性能、積碳行為等方面進(jìn)行了考察,得到了很有意義的結(jié)果.在Zn/HZSM-5催化劑上,成功地實(shí)現(xiàn)了甲烷和丙烷混合氣體的無氧芳構(gòu)

2、化反應(yīng),在溫度為600℃,空速為GHSV(C1+C3+N<,2>)=3000cm<'3>g<'-1>h<'-1>,反應(yīng)氣的原料組成C1/C3=1.0的條件下,甲烷轉(zhuǎn)化率達(dá)到30.8﹪,丙烷轉(zhuǎn)化率為75.5﹪,芳烴選擇性為86.4﹪.在Zn/HZSM-5催化劑上,通過對反應(yīng)氣組成(C1/C3),反應(yīng)溫度,反應(yīng)時間及其空速等條件的分析研究,結(jié)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)行了<'13>CH<

3、,4>的示蹤實(shí)驗(yàn),結(jié)果證實(shí)了在甲烷與丙烷的共反應(yīng)過程中,甲烷確實(shí)被活化并參加了芳烴的形成過程.NH<,3>-TPD結(jié)果表明弱酸中心的增多,強(qiáng)酸中心強(qiáng)度的下降,弱酸中心可能是甲烷和丙烷混合無氧芳構(gòu)化反應(yīng)的重要活性中心之一.H<,2>-TPR的結(jié)果說明,ZnO很難還原,而添加第二金屬M(fèi)o,Cu,Cr有利于ZnO的還原,增加了活性中心的數(shù)目.熱分析結(jié)果表明,催化劑的積碳是催化劑失活的原因之一.為了探索甲烷的活化機(jī)理,我們進(jìn)行了甲烷的程序升溫脫