改性Mo/HZSM-5上甲烷甲醇无氧共芳构化反应性能研究
发布时间：2022-01-01 22:35
甲烷是最稳定的有机物分子,对其进行选择性活化和定向转化是催化领域中面临的主要挑战。甲烷无氧芳构化反应将储量丰富的甲烷直接转化为高附加值的芳烃产品,对甲烷的利用具有十分重要的意义。Mo/HZSM-5催化剂在甲烷无氧芳构化反应中具有潜在的应用前景,但是该催化剂稳定性差,非常容易积碳失活。本论文系统研究了在少量甲醇存在下的甲烷无氧芳构化反应,考察了碱改性前后Mo/HZSM-5催化剂结构和酸性的变化以及与甲烷甲醇无氧共芳构化反应活性和抗积碳能力之间的关系。主要结果如下:（1）比较了催化剂Mo/HZSM-5在甲烷无氧芳构化和少量甲醇存在下共无氧芳构化的反应性能,结果表明在最佳甲烷甲醇摩尔比为20的情况下,甲烷转化率由4%提高至10%,苯的选择性稳定在70-80%,积碳量由15 wt%降低至5 wt%。优化了HZSM-5分子筛硅铝比、Mo负载量、反应温度以及甲烷体积空速对反应性能的影响,结果表明当HZSM-5硅铝比为35,Mo负载量为6 wt%,反应温度为700℃,甲烷体积空速为2000 h-1时甲烷转化率稳定在10%左右,苯选择性在70%以上,具有良好的反应性能。（2）使用...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 MDA反应机理
1.2 催化剂优化
1.2.1 催化剂载体优化及改性
1.2.2 金属活性组分优化
1.4 MDA反应积碳研究
1.5 甲烷耦合其他组分共芳构化反应
1.5.1 甲烷耦合烃类共芳构化反应
1.5.2 进料中添加氧化性或还原性气体
1.5.3 甲烷芳构化反应与甲烷偶联反应相结合
1.5.4 芳烃烷基化反应与甲烷芳构化反应相结合
1.6 本论文的选题和研究思路
2 实验部分
2.1 实验试剂和仪器
2.2 催化剂制备
2.2.1 Mo/HZSM-5 催化剂的制备
2.2.2 有机碱TPAOH处理
2.2.3 无机碱NaOH处理
2.2.4 TPAOH/NaOH组合处理
2.3 催化剂表征
2.3.1 X射线粉末衍射(XRD)
2.3.2 电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)
2.3.3 固体核磁共振实验(Solid-state NMR)
2.3.4 热重分析(TG-DTG)
2.3.5 程序升温氧化实验(TPO)
2.4 催化剂活性评价
2.5 反应数据处理方法
3 Mo/HZSM-5 催化剂催化甲烷甲醇无氧共芳构化反应性能
3.1 引言
3.2 不同进料方式对甲烷无氧芳构化反应的影响
3.2.1 反应性能影响
3.2.2 反应后积碳分析
3.3 分子筛不同硅铝比对甲烷甲醇共芳构化反应的影响
3.4 不同Mo负载量对无氧芳构化反应的影响
3.5 反应温度对无氧芳构化反应的影响
3.6 甲烷体积空速对无氧芳构化反应的影响
3.7 本章小结
4 碱处理分子筛对甲烷甲醇无氧共芳构化的影响
4.1 引言
4.2 有机碱TPAOH处理
4.2.1 XRD表征
4.2.2 ~(27)Al MAS NMR表征
4.2.3 ~(29)Si MAS NMR表征
4.2.4 TPAOH改性6Mo/HZSM-5 的甲烷甲醇共无氧芳构化反应性能
4.2.5 反应后样品的积碳表征
4.3 无机碱NaOH处理
4.3.1 XRD表征
4.3.2 ~(27)Al MAS NMR表征
4.3.3 ~(29)Si MAS NMR表征
4.3.4 NaOH改性6Mo/HZSM-5 催化甲烷甲醇共无氧芳构化反应性能
4.4 有机碱TPAOH和无机碱Na OH组合处理
4.4.1 XRD表征
4.4.2 组合碱处理的催化剂的甲烷甲醇共无氧芳构化反应性能
4.4.3 反应后样品的积碳表征
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]碱处理调控ZSM-5孔结构及其在甲醇制芳烃中的性能研究[J]. 李政杭,刘民,李俊杰,郭新闻. 现代化工. 2019(11)
[2]碱处理调变ZSM-5孔结构及甲苯甲醇烷基化制对二甲苯性能研究[J]. 李洪坤,张安峰,侯章贵,齐美美,李孝国,常洋,郭新闻,宋春山. 现代化工. 2019(10)
[3]碱改性对甲醇芳构化催化剂Zn/La-HZSM-5性能的影响[J]. 段超,张睿,谢小莉,王红梅,潘蕊娟,齐小峰. 工业催化. 2018(12)
[4]四丙基氢氧化铵改性纳米HZSM-5分子筛及其在甲醇制汽油中的催化性能[J]. 何英萍,刘民,代成义,徐舒涛,魏迎旭,刘中民,郭新闻. 催化学报. 2013(06)
[5]TPAOH/NaOH混合碱体系对ZSM-5沸石的改性及其催化性能研究[J]. 李莎,李玉平,狄春雨,张鹏飞,潘瑞丽,窦涛. 燃料化学学报. 2012(05)
[6]NH4F改性MO/HZSM-5催化剂上的甲烷无氧芳构化反应:预处理温度影响的进一步研究[J]. 李永刚,黄秀敏,柳林,刘秀梅,申文杰,包信和,徐奕德. 催化学报. 2006(02)
[7]分子筛的酸处理对Mo/HZSM-5催化甲烷无氧芳构化反应性能的影响[J]. 刘红梅,申文杰,刘秀梅,包信和,徐奕德. 催化学报. 2004(09)
[8]程序升温技术研究Mo/HZSM-5催化剂上甲烷无氧芳构化反应积炭的化学特性[J]. 刘红梅,李涛,徐奕德. 高等学校化学学报. 2002(08)
[9]不同环大小分子筛对钼基分子筛催化剂上甲烷无氧芳构化反应的影响[J]. 舒玉瑛,马丁,徐龙伢,包信和,徐奕德. 催化学报. 2002(01)
[10]甲烷无氧芳构化制芳烃双功能催化剂的研究[J]. 吕元,林励吾,徐竹生,田志坚,张涛,王毅,包信和,陈恒荣,盛世善,杨维慎. 中国科学（B辑 化学）. 2000(03)
硕士论文
[1]新型甲烷无氧芳构化工艺的研究[D]. 刘洋.北京化工大学 2015
[2]苯、甲醇烷基化催化剂的研究[D]. 李燕燕.华东理工大学 2011
[3]二次晶化法修饰改性TS-1及催化环己酮氨氧化反应的研究[D]. 黄先亮.湘潭大学 2008
[4]ZSM-5系列分子筛催化剂上苯与甲醇的烷基化反应研究[D]. 胡慧敏.湖南师范大学 2007
本文编号：3562960
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 MDA反应机理
1.2 催化剂优化
1.2.1 催化剂载体优化及改性
1.2.2 金属活性组分优化
1.4 MDA反应积碳研究
1.5 甲烷耦合其他组分共芳构化反应
1.5.1 甲烷耦合烃类共芳构化反应
1.5.2 进料中添加氧化性或还原性气体
1.5.3 甲烷芳构化反应与甲烷偶联反应相结合
1.5.4 芳烃烷基化反应与甲烷芳构化反应相结合
1.6 本论文的选题和研究思路
2 实验部分
2.1 实验试剂和仪器
2.2 催化剂制备
2.2.1 Mo/HZSM-5 催化剂的制备
2.2.2 有机碱TPAOH处理
2.2.3 无机碱NaOH处理
2.2.4 TPAOH/NaOH组合处理
2.3 催化剂表征
2.3.1 X射线粉末衍射(XRD)
2.3.2 电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)
2.3.3 固体核磁共振实验(Solid-state NMR)
2.3.4 热重分析(TG-DTG)
2.3.5 程序升温氧化实验(TPO)
2.4 催化剂活性评价
2.5 反应数据处理方法
3 Mo/HZSM-5 催化剂催化甲烷甲醇无氧共芳构化反应性能
3.1 引言
3.2 不同进料方式对甲烷无氧芳构化反应的影响
3.2.1 反应性能影响
3.2.2 反应后积碳分析
3.3 分子筛不同硅铝比对甲烷甲醇共芳构化反应的影响
3.4 不同Mo负载量对无氧芳构化反应的影响
3.5 反应温度对无氧芳构化反应的影响
3.6 甲烷体积空速对无氧芳构化反应的影响
3.7 本章小结
4 碱处理分子筛对甲烷甲醇无氧共芳构化的影响
4.1 引言
4.2 有机碱TPAOH处理
4.2.1 XRD表征
4.2.2 ~(27)Al MAS NMR表征
4.2.3 ~(29)Si MAS NMR表征
4.2.4 TPAOH改性6Mo/HZSM-5 的甲烷甲醇共无氧芳构化反应性能
4.2.5 反应后样品的积碳表征
4.3 无机碱NaOH处理
4.3.1 XRD表征
4.3.2 ~(27)Al MAS NMR表征
4.3.3 ~(29)Si MAS NMR表征
4.3.4 NaOH改性6Mo/HZSM-5 催化甲烷甲醇共无氧芳构化反应性能
4.4 有机碱TPAOH和无机碱Na OH组合处理
4.4.1 XRD表征
4.4.2 组合碱处理的催化剂的甲烷甲醇共无氧芳构化反应性能
4.4.3 反应后样品的积碳表征
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]碱处理调控ZSM-5孔结构及其在甲醇制芳烃中的性能研究[J]. 李政杭,刘民,李俊杰,郭新闻. 现代化工. 2019(11)
[2]碱处理调变ZSM-5孔结构及甲苯甲醇烷基化制对二甲苯性能研究[J]. 李洪坤,张安峰,侯章贵,齐美美,李孝国,常洋,郭新闻,宋春山. 现代化工. 2019(10)
[3]碱改性对甲醇芳构化催化剂Zn/La-HZSM-5性能的影响[J]. 段超,张睿,谢小莉,王红梅,潘蕊娟,齐小峰. 工业催化. 2018(12)
[4]四丙基氢氧化铵改性纳米HZSM-5分子筛及其在甲醇制汽油中的催化性能[J]. 何英萍,刘民,代成义,徐舒涛,魏迎旭,刘中民,郭新闻. 催化学报. 2013(06)
[5]TPAOH/NaOH混合碱体系对ZSM-5沸石的改性及其催化性能研究[J]. 李莎,李玉平,狄春雨,张鹏飞,潘瑞丽,窦涛. 燃料化学学报. 2012(05)
[6]NH4F改性MO/HZSM-5催化剂上的甲烷无氧芳构化反应:预处理温度影响的进一步研究[J]. 李永刚,黄秀敏,柳林,刘秀梅,申文杰,包信和,徐奕德. 催化学报. 2006(02)
[7]分子筛的酸处理对Mo/HZSM-5催化甲烷无氧芳构化反应性能的影响[J]. 刘红梅,申文杰,刘秀梅,包信和,徐奕德. 催化学报. 2004(09)
[8]程序升温技术研究Mo/HZSM-5催化剂上甲烷无氧芳构化反应积炭的化学特性[J]. 刘红梅,李涛,徐奕德. 高等学校化学学报. 2002(08)
[9]不同环大小分子筛对钼基分子筛催化剂上甲烷无氧芳构化反应的影响[J]. 舒玉瑛,马丁,徐龙伢,包信和,徐奕德. 催化学报. 2002(01)
[10]甲烷无氧芳构化制芳烃双功能催化剂的研究[J]. 吕元,林励吾,徐竹生,田志坚,张涛,王毅,包信和,陈恒荣,盛世善,杨维慎. 中国科学（B辑 化学）. 2000(03)
硕士论文
[1]新型甲烷无氧芳构化工艺的研究[D]. 刘洋.北京化工大学 2015
[2]苯、甲醇烷基化催化剂的研究[D]. 李燕燕.华东理工大学 2011
[3]二次晶化法修饰改性TS-1及催化环己酮氨氧化反应的研究[D]. 黄先亮.湘潭大学 2008
[4]ZSM-5系列分子筛催化剂上苯与甲醇的烷基化反应研究[D]. 胡慧敏.湖南师范大学 2007
本文编号：3562960
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3562960.html
