甲烷溴氧化制高碳烴新工藝研究.pdf

1、在石油的精煉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的高碳烴，它是一種清潔的液體燃料。目前，天然氣制高碳烴液體燃料的主要生產(chǎn)工藝是從合成氣出發(fā)，經(jīng)費(fèi)-托合成轉(zhuǎn)化生成。但是，在天然氣水蒸汽重整制合成氣的過(guò)程中，需要消耗掉四分之一以上的天然氣來(lái)供給反應(yīng)熱量，能量消耗大，造成資源的巨大浪費(fèi)。本論文探討了一種從非合成氣途徑合成高碳烴的新工藝流程。反應(yīng)分成兩步進(jìn)行：第一步，甲烷通過(guò)與氫溴酸和氧氣的反應(yīng)，把甲烷轉(zhuǎn)化為溴甲烷；第二步，生成的溴甲烷脫溴化氫凝結(jié)為高碳烴。通過(guò)這

2、種方法，甲烷可以有效的轉(zhuǎn)化為高碳烴。 研究工作主要是通過(guò)兩步法來(lái)合成高碳烴，在第一步的甲烷溴氧化實(shí)驗(yàn)中，甲烷、氧氣和氫溴酸(40wt％)在催化劑2.5％Ba2.5％La0.5％Ni0.1％Ru/SiO2上催化氧化生成溴甲烷，整個(gè)反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)?？疾炝搜鯕狻滗逅釋?duì)甲烷溴氧化反應(yīng)的影響，考察了甲烷流量與氧氣流量比以及CO共進(jìn)料對(duì)甲烷轉(zhuǎn)化率、CH3Br選擇性、CH2Br2選擇性以及深度氧化產(chǎn)物CO和CO2的選擇性的影響。研究表明：

3、在反應(yīng)溫度為660℃、氫溴酸流量為6.0ml/h、甲烷流量與氧氣流量比為20.0ml/min：5.0ml/min時(shí)，CH4轉(zhuǎn)化率為26.8％，CH3Br選擇性為85.0％，CH2Br2選擇性為2.0％，CO選擇性為10.1％，CO2選擇性為2.9％；當(dāng)采用CO共進(jìn)料(流量為3.0ml/min)時(shí)，甲烷流量為15.0ml/min、氧氣流量為5.0ml/min其它反應(yīng)條件不變時(shí)，甲烷的單程轉(zhuǎn)化率達(dá)到30.4％，對(duì)應(yīng)的CH3Br、CH2Br2

4、、還有CO2的選擇性分別為86.5％、1.7％和11.8％，并且檢測(cè)到了少量的H2。從第一個(gè)反應(yīng)器出來(lái)的氣相產(chǎn)物直接通入到第二個(gè)反應(yīng)器，使溴甲烷轉(zhuǎn)化為高碳烴。通過(guò)對(duì)催化劑、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間以及氧氣濃度的考察，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)谝徊椒磻?yīng)中的氧氣幾乎耗盡時(shí)，在催化劑ZnO/HZSM-5和MgO/HZSM-5上，反應(yīng)溫度為240℃，反應(yīng)時(shí)間在2小時(shí)以上，溴甲烷的轉(zhuǎn)化率達(dá)到98.0％以上，產(chǎn)物主要為C2～C13的烷烴、烯烴以及芳烴。 本論文初步