芳烴是重要的石油化工原料,常被用于合成橡膠、纖維、樹(shù)脂等,具有廣泛的應(yīng)用。目前,通過(guò)煤基甲醇及低碳烴聯(lián)產(chǎn)芳烴過(guò)程已逐漸成為綠色、可持續(xù)發(fā)展的新型工藝,但制約該工藝發(fā)展的主要問(wèn)題是催化劑的選擇,HZSM-5沸石分子篩由于其獨(dú)特的三維微孔拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),使得其擇形性好、比表面積大、酸性強(qiáng)、水熱性能好,在石油化工領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,但未經(jīng)過(guò)改性的酸性HZSM-5沸石分子篩催化劑產(chǎn)物芳烴選擇性較低、易失活。本文主要以HZSM-5為載體,通過(guò)對(duì)其改性研究,得到性能較好的耦合芳構(gòu)化催化劑,并對(duì)其反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行初步探索。以ZSM-5分子篩為載體,采用離子交換法和等體積浸漬法制備了負(fù)載型金屬氧化物催化劑X%M2On/ZSM-5,通過(guò)現(xiàn)代分析測(cè)試方法對(duì)制備的催化劑進(jìn)行表征,并結(jié)合催化劑的評(píng)價(jià)結(jié)果,考察載體硅鋁比、活性組分種類、金屬氧化物的負(fù)載量等條件對(duì)催化劑芳構(gòu)化反應(yīng)性能的影響,結(jié)果如下:當(dāng)載體硅鋁比為50時(shí),分子篩表現(xiàn)出良好的催化性能,此時(shí)甲醇轉(zhuǎn)化率為99%,正戊烷轉(zhuǎn)化率為93%,油相收率為22%,產(chǎn)物中芳烴收率為60%,二甲苯選擇性為24%;當(dāng)活性組分選用M52On,且其負(fù)載量為1%時(shí),甲醇轉(zhuǎn)化率為99%... 

【文章來(lái)源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

甲醇制芳烴反應(yīng)機(jī)理示意圖

81.3.1自由基機(jī)理自由基機(jī)理的提出者Clark等[43-45]人通過(guò)ESR檢測(cè)手段發(fā)現(xiàn)了·H2COCH3的存在，在反應(yīng)初始階段，催化劑的弱酸性增強(qiáng)了·H2COCH3自由基之間相互結(jié)合，生成活性[CH2]2物種，[CH2]2的聚集為烯烴進(jìn)一步轉(zhuǎn)化生成環(huán)烷烴、環(huán)烯烴、芳烴等產(chǎn)物奠定了基矗圖2自由基機(jī)理1.3.2氧鎓離子機(jī)理有關(guān)氧鎓離子機(jī)理形成的C-C鍵的研究較多，Vanden等[46]人通過(guò)脈沖實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在反應(yīng)初始階段，甲醇與二甲醚可生成表面甲氧基物質(zhì)，甲氧基甲基碳正離子（CH3OCH2+）是產(chǎn)物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化的重要中間體，CH3OCH2+可進(jìn)一步與二甲醚或甲醇分子偶聯(lián)，生成三甲基氧鎓離子，形成第一個(gè)C-C鍵，在芳構(gòu)化過(guò)程的初始階段，酸性沸石中的骨架Al中心為C-C鍵的形成起了關(guān)鍵作用。但Olah等[47,48]人則認(rèn)為甲醇與二甲醚相互結(jié)合生成三甲基氧鎓離子后，再通過(guò)甲基化、去質(zhì)子化、脫烷基化及H轉(zhuǎn)移作用發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯及丙烯物種，但目前并沒(méi)有直接的檢測(cè)手段證明氧鎓離子的存在。圖3氧鎓離子機(jī)理

81.3.1自由基機(jī)理自由基機(jī)理的提出者Clark等[43-45]人通過(guò)ESR檢測(cè)手段發(fā)現(xiàn)了·H2COCH3的存在，在反應(yīng)初始階段，催化劑的弱酸性增強(qiáng)了·H2COCH3自由基之間相互結(jié)合，生成活性[CH2]2物種，[CH2]2的聚集為烯烴進(jìn)一步轉(zhuǎn)化生成環(huán)烷烴、環(huán)烯烴、芳烴等產(chǎn)物奠定了基矗圖2自由基機(jī)理1.3.2氧鎓離子機(jī)理有關(guān)氧鎓離子機(jī)理形成的C-C鍵的研究較多，Vanden等[46]人通過(guò)脈沖實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在反應(yīng)初始階段，甲醇與二甲醚可生成表面甲氧基物質(zhì)，甲氧基甲基碳正離子（CH3OCH2+）是產(chǎn)物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化的重要中間體，CH3OCH2+可進(jìn)一步與二甲醚或甲醇分子偶聯(lián)，生成三甲基氧鎓離子，形成第一個(gè)C-C鍵，在芳構(gòu)化過(guò)程的初始階段，酸性沸石中的骨架Al中心為C-C鍵的形成起了關(guān)鍵作用。但Olah等[47,48]人則認(rèn)為甲醇與二甲醚相互結(jié)合生成三甲基氧鎓離子后，再通過(guò)甲基化、去質(zhì)子化、脫烷基化及H轉(zhuǎn)移作用發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯及丙烯物種，但目前并沒(méi)有直接的檢測(cè)手段證明氧鎓離子的存在。圖3氧鎓離子機(jī)理

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[9]原料硅鋁比對(duì)ZSM-5分子篩形貌及其甲醇轉(zhuǎn)化制丙烯催化性能的影響[J]. 張海榮,寧掌玄,劉紅艷,韓生華,陶遜,沈臘珍,蔣煜,郭永,竇濤.  現(xiàn)代化工. 2017(06)
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博士論文
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本文編號(hào)：3601062