论文部分内容阅读
石油资源的短缺将限制芳烃的供应,由煤化工路线制取芳烃已引起国内外科研工作者的广泛关注。本文对甲醇催化转化制芳烃（MTA）反应进行了研究。首先,探讨了MTA反应产物的定性和定量分析。用配备Porapak-Q填充柱、TCD检测器的气相色谱在线分离检测C1C5的各种烯烃和烷烃及CO、CO2等气相产物,面积归一法定量;用配备HP-5毛细管柱、FID检测器的气相色谱分析含各种芳烃的油相和含未反应甲醇的水相,油相和水相分别以正庚烷和异丙醇为内标物来定量分析。油相和水相中各组分含量重复测定的相对标准偏差小于4.0%,两相中总的标样回收率在95.0%97.6%之间。通过对MTA主反应及副产物的量较多的副反应进行了反应焓变的计算,确认了MTA是强放热反应,反应热在30-60 KJ/molmethanol之间。考察了原料掺水、惰性材料稀释催化剂、反应过程临氢等工艺方法对MTA反应的影响,结果显示,通过上述方法将部分反应热移走后,催化剂寿命有不同程度的延长。重点研究了碱处理分级孔道Zn/HZSM-5分子筛的制备及其甲醇芳构化性能。在温度710 K,压力1 atm,甲醇空速3.2 h-1的反应条件下,通过0.3 M NaOH在353K下处理2 h后再浸渍Zn制得的Zn（0.8）/HZSM-5/0.3AT分子筛催化剂催化性能和稳定性最好。在未碱处理的商用HZSM-5上,随着反应时间由3 h增加到6 h,甲醇转化率、液烃产率和芳烃产率分别由100%、48.8%、38.8%降到34.7%、19.9%、14.3%;而在Zn（0.8）/HZSM-5/0.3AT上,随着反应时间由3 h增加到44 h,甲醇转化率、液烃产率和芳烃产率只分别由100%、57.9%、34.9%变到80.5%、38.7%、10.4%。由此可见,与HZSM-5相比,Zn（0.8）/HZSM-5/0.3AT保持了芳构化性能,同时具有更长的寿命,更高的液烃产率。N2吸脱附结果显示,HZSM-5/0.3AT上形成了2-20 nm的介孔。TG/DTA结果表明Zn（0.8）/HZSM-5/0.3AT比HZSM-5具有更强的抗积碳能力。改性前后催化剂还用XRF, XRD,SEM和NH3-TPD等进行了表征。