采用等體積浸漬法制備了不同負載量（1%⁷%）的CuO/HZSM-5催化劑,在固定床反應器中研究了不同反應溫度、溴甲烷流量以及CuO負載量對溴甲烷芳構化催化性能的影響。采用SEM、XRD、N₂吸附脫附、TEM、XPS、TG、DSC、NH₃-TPD等技術對反應前后的催化劑進行表征。XRD結果顯示活性組分CuO在HZSM-5上具有很好的分散性,并且反應后Cu晶型不變。NH₃-TPD結果顯示3%的CuO負載后,催化劑強酸量增加。在CuO負載量為3%,溫度為360℃,反應空速為240 ml·g^-1·h^-1條件下得到最高的芳烴收率（22.3%）。XPS結果顯示反應后在催化劑上主要的積炭為石墨碳。催化劑穩(wěn)定性測試結果表明反應40 h內催化活性沒有明顯下降。 

【文章來源】：化工學報. 2017,68(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

反應溫度對溴甲烷轉化率和芳烴收率的影響

℃時達到最高（19.3%）。升高反應溫度可以加快反應速率，但溫度過高后，芳烴收率下降可能是由于高溫下積炭嚴重，堵塞了分子篩孔道，380℃下芳烴收率降低至16.0%。得出溴甲烷芳構化得到芳烴最合適的溫度為360℃。圖1反應溫度對溴甲烷轉化率和芳烴收率的影響Fig.1EffectofreactiontemperatureonCH3Brconversionandaromaticyield2.1.2空速對溴甲烷芳構化反應的影響考察了空速對溴甲烷芳構化制備芳烴的影響，在360℃下研究了5%CuO/HZSM-5在不同的溴甲烷空速（180～360ml·g1·h1）下的催化性能，實驗結果如圖2所示。從圖中可以看出，溴甲烷的轉化率基本維持在96.5%，隨著溴甲烷空速的增加，芳烴收率先增加后降低，在240ml·g1·h1下達到最高為19.3%。這可能是由于溴甲烷空速的提高，減少了反應物以及中間產(chǎn)物如乙烯、丙烯與催化劑的接觸時間，導致烯烴聚合成環(huán)概率下降，芳烴收率降低。圖2空速對溴甲烷轉化率和芳烴收率的影響Fig.2EffectofGHSVonCH3Brconversionandaromaticyield2.1.3CuO負載量對溴甲烷芳構化反應的影響在反應溫度為360℃、空速240ml·g1·h1條件下考察了催化劑中CuO負載量對溴甲烷芳構化的影響。如圖3所示，隨著催化劑中CuO負載量的增加，溴甲烷的轉化率始終高于97.0%，而芳烴的收率先增加后減小，在CuO的負載量為3%時達到最高（22.3%）。綜合考慮，當CuO負載量為3%時，催化劑催化溴甲烷芳構化性能最好。圖3CuO負載量對溴甲烷轉化率和芳烴收率的影響Fig.3EffectofCuOloadingonCH3Brconversionandaromaticyield表1列出了未負載HZSM-5和3%CuO/HZSM-5催化溴甲烷芳構化的產(chǎn)物分布。從表中可以看出，3%CuO負載后的HZSM-5芳烴收率比未負載HZSM-5有所提高。3%CuO/HZSM-5所

化劑的接觸時間，導致烯烴聚合成環(huán)概率下降，芳烴收率降低。圖2空速對溴甲烷轉化率和芳烴收率的影響Fig.2EffectofGHSVonCH3Brconversionandaromaticyield2.1.3CuO負載量對溴甲烷芳構化反應的影響在反應溫度為360℃、空速240ml·g1·h1條件下考察了催化劑中CuO負載量對溴甲烷芳構化的影響。如圖3所示，隨著催化劑中CuO負載量的增加，溴甲烷的轉化率始終高于97.0%，而芳烴的收率先增加后減小，在CuO的負載量為3%時達到最高（22.3%）。綜合考慮，當CuO負載量為3%時，催化劑催化溴甲烷芳構化性能最好。圖3CuO負載量對溴甲烷轉化率和芳烴收率的影響Fig.3EffectofCuOloadingonCH3Brconversionandaromaticyield表1列出了未負載HZSM-5和3%CuO/HZSM-5催化溴甲烷芳構化的產(chǎn)物分布。從表中可以看出，3%CuO負載后的HZSM-5芳烴收率比未負載HZSM-5有所提高。3%CuO/HZSM-5所得氣態(tài)產(chǎn)物

【參考文獻】：
期刊論文
[1]六鋁酸鹽負載CuO催化還原NO性能[J]. 史風華,宋永吉,羅瀟然,任曉光,李翠清,王虹.  環(huán)境化學. 2012(08)
[2]天然氣化工的技術進展與發(fā)展機遇[J]. 雍瑞生,譚斌,王科.  天然氣化工（C1化學與化工）. 2009(04)
[3]氯甲烷在鎂修飾的ZSM-5分子篩催化劑上催化轉化研究[J]. 張大治,魏迎旭,沈江漢,劉紅超,王穎利,許磊,劉中民.  天然氣化工. 2006(03)
[4]費托合成燃料的經(jīng)濟性及發(fā)展前景[J]. 白爾錚.  化工進展. 2004(04)
[5]費托法合成液體燃料關鍵技術研究進展[J]. 陳建剛,相宏偉,李永旺,孫予罕.  化工學報. 2003(04)
[6]天然氣化工發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 陳慶齡,錢伯章.  現(xiàn)代化工. 2002(05)



本文編號：3011348