本文以甲烷无氧芳构化反应(MDA)为研究对象,考察不同改性溶液对微米级或纳米级HZSM-5分子筛的物化性质以及Mo/HZSM-5催化剂的甲烷无氧芳构化反应性能影响;随后,以日本明电舍公司提供的球形6 wt.%Mo/HZSM-5作为甲烷无氧芳构化反应催化剂,探究了不同反应空速、催化剂粒径和反应温度等条件对Mo/HZSM-5催化剂上苯生成速率的影响,并在此基础上,以100 min内的苯产量作为考察指标,建立正交实验,确定固定床上6 wt.%Mo/HZSM-5催化剂的甲烷无氧芳构化反应的最优工艺参数。得到结论如下:(1)采用不同浓度的氢氧化钠、氨水、盐酸和碳酸钠溶液改性微米级或纳米级HZSM-5分子筛,一方面能够调变HZSM-5分子筛的酸性;另一方面能够改变HZSM-5分子筛的孔结构。(2)与改性的纳米级Mo/HZSM-5催化剂相比,同浓度的改性溶液处理的微米级Mo/HZSM-5催化剂的甲烷无氧芳构化反应的苯收率略高。(3)本论文中,0.3 mol/L氨水改性的微米级Mo/HZSM-5催化剂的甲烷无氧芳构化反应活性最高,其目标产物苯收率达到了14.3%。(4)在不同工艺条件下,固定床上6 wt.%Mo/HZSM-5催化剂的甲烷无氧芳构化反应的苯产量不同。在反应温度为800℃,反应空速为4800 m L/g/h,催化剂粒径中值为138μm,预碳化温度为675℃的操作条件下,100 min内Mo/HZSM-5催化剂上目标产物苯的产量最大,达到8 mol/g。