天然氣直接轉化制備液態(tài)烴的反應過程研究.pdf

1、苯及其它芳香烴產品是重要的基礎化工原料，全球苯需求年增速將達3.9％，苯產能年增速可能只有2％，供應缺口導致苯的價格居高不下。而天然氣的主要成分甲烷在無氧高溫的條件下催化脫氫芳構化可以直接將其轉化為具有廣泛用途的芳烴產品，并同時伴隨大量的氫氣產生。HZSM-5以其獨特的微孔孔道結構和酸性質被認為是甲烷無氧芳構化最有效的催化劑之一，但ZSM-5的微孔結構制約了苯等大分子在其中的傳遞擴散。最近的研究發(fā)現(xiàn)具有微介孔復合結構的多級孔道分子篩的開

2、發(fā)，為解決微孔中物質傳遞擴散受限提供了新的方向和可能性。因此研究多級孔道ZSM-5分子篩對甲烷無氧芳構化反應很有意義。甲烷(CH4)是天然氣的主要組成成分，本文用甲烷代替天然氣作為反應氣體。
　　在水熱條件下研究了ZSM-5分子篩的合成，并對合成的分子篩樣品進行了XRD、SEM、IR、BET、NH3-TPD、TG等表征。實驗結果表明，具有介孔結構的ZSM-5分子篩的最佳合成條件是：合成過程物料配比n（SiO2）：n（Al2O3）：

3、n（TPABr）：n(NaCl)：n（H2O）：n(NaOH)=60：1：10：40：1800：9，晶化溫度為150℃，動態(tài)晶化時間為48h；薄層結構的ZSM-5分子篩的適宜合成條件為：n（SiO2）：n（Al2O3）：n(Na2O):n（TPABr）：n（H2O） n（Triton-X-100）：n(urea)=50：1：10：10：1800：3.5：1.25，動態(tài)晶化溫度為150℃，晶化時間為48h。表征的結果也表明所合成的樣品具有

4、較好的孔道結構，表面積分別為420m2/g和392m2/g。除此之外，合成樣品的熱穩(wěn)定性較好，粒度分布較為均勻。
　　在固定床微反應裝置上，以采用新型鉬負載方式改性后的Mo-ZSM-5分子篩為催化劑，考察了催化劑的甲烷芳構化反應性能。實驗結果表明，當催化劑的Mo負載量為6wt%，反應溫度為700℃，壓力為常壓的條件下，甲烷的轉化率達到了10.97%，催化劑的活性最高。當添加第二金屬組分Mg對6Mo/ZSM-5進行改性時，其B酸量有