二甲醚選擇性轉化制芳烴.pdf

1、我國石油資源短缺,煤炭資源豐富,煤炭是中國能源的基石,為了更好的利用我國現(xiàn)有的煤炭資源,我們要大力發(fā)展煤炭轉化技術。煤經(jīng)二甲醚合成各種芳烴是煤轉化的一個重要分支,發(fā)展該技術不僅能為煤炭資源的利用提供了一個新的途徑,同時也為一些石油下游產品找到替代原料,減少我國對石油資源的依賴性,保證國家的能源安全。
　　本文首先對二甲醚在無負載HZSM-5上的芳構化反應進行研究,考察了反應溫度、載體硅鋁比、催化劑酸性等因素對催化劑性能的影響。通過

2、對乙烯、乙烯-水、二甲醚在不同孔徑分子篩上的轉化進行研究,初步探討二甲醚芳構化的反應歷程。文章還考察了二甲醚在Zn-和Ni-改性的HZSM-5上的芳構化反應以及反應溫度等因素對催化性能的影響。最后對二甲醚在H-beta分子篩上的轉化進行研究。具體的結果如下:
　　1.熱力學分析結果表明,在550K到800K的溫度范圍內,二甲醚反應生成C6~C9芳烴的吉布斯自由能均為負值,說明這些反應在該溫度范圍內能自發(fā)進行。二甲醚的芳構化反應為放

3、熱反應,其平衡常數(shù)隨溫度升高而減小。因此,升高反應溫度不利于芳烴的生成。
　　2.反應溫度為360℃時,二甲醚在HZSM-5上轉化得到的芳烴含量約占50％左右,且以輕質芳烴為主,表明HZSM-5對二甲醚具有一定的芳構化性能。實驗表明,升高反應溫度,芳烴的含量略有升高。這與熱力學計算結果相悖,說明二甲醚的芳構化過程并非由熱力學控制的,溫度的升高促進了慢反應的加快進行,導致芳烴含量的增加。
　　3. ZSM-5的硅鋁比對二甲醚的

4、芳構化性能有較大的影響,硅鋁比越低催化劑的酸性越強,其芳構化性能越好。ZSM-5硅鋁比從50下降到25時,芳烴總含量提高了7.9%。另外,催化劑負載了KOH以后,酸性及酸密度均下降,DME的芳構化性能明顯降低,KOH的負載量越高,芳構化性能越差。與無改性 HZSM-5相比, DME在 KOH負載量為0.7mmol/(g-cat)的催化劑上轉化得到的芳烴含量下降了4.1%,這說明酸性中心在二甲醚芳構化中起著重要作用。
　　4.經(jīng)檸檬

5、酸脫鋁后,催化劑的芳構化性能大大地降低,檸檬酸濃度越大,芳構化性能下降越明顯;經(jīng)高溫處理的催化劑其芳構化性能下降沒有酸處理的明顯。產物中芳烴含量隨催化劑焙燒溫度的升高并不單調下降,當催化劑焙燒溫度為650℃時,催化劑的芳構化性能最好。
　　5. HZSM-5引入Zn離子后,催化劑的芳構化性能大為提高,升高反應溫度有利于芳烴的生成,當反應溫度從360℃上升到480℃時,芳烴總含量從66.2%上升到78%。
　　6. HZSM-

6、5引入Ni離子后,催化劑的芳構化性能也有較大地提高。芳烴的總含量先隨溫度的升高而增加,當反應溫度為450℃時達到最大值,隨后有所下降,這可能是由于高溫下有較多難以活化的甲烷生成造成的。
　　7.用多種金屬硝酸鹽采用共浸漬的方法制得Ni-Co-Mo/H-beta催化劑,DME在該催化劑上具有一定的芳構化性能,總芳烴的選擇性達到了44.8%,主要以六甲基苯為主(C12),其選擇性達到了21.4%。本章還考察了反應溫度對固體芳烴時空收率