首页 > 学术论文

Zn/HZSM-5与Pt-Zn/HZSM-5催化剂上甲烷和丙烷混合烷烃的无氧芳构化研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 21:16:51
热度:

Zn/HZSM-5与Pt-Zn/HZSM-5催化剂上甲烷和丙烷混合烷烃的无氧芳构化研究【摘要】:甲烷与较高碳链的烃在较温和的温度下共同活化转化成芳烃,为甲烷和天然气的直接利用提供了

【摘要】: 甲烷与较高碳链的烃在较温和的温度下共同活化转化成芳烃,为甲烷和天然气的直接利用提供了一个新的途径。本论文研究了Zn/HZSM-5和Pt-Zn/HZSM-5催化剂上甲烷在丙烷存在下的芳构化性能,利用TPD、TPSR、TPO、TPH、UV-Raman、~(13)CH4示踪等技术考察了催化剂的物性及甲烷丙烷共活化芳构化反应中的行为,得到了以下结果。 论文成功地在Zn/HZSM-5与Pt-Zn/HZSM-5上实现了甲烷和丙烷混合气体的无氧芳构化反应。在823K温度,空速为GHSV(C_1+C_3+N_2)=750cm~3g~(-1)h~(-1),反应气的原料组成C_1∶C_3∶N_2=10∶2∶1的条件下,在Zn/HZSM-5上甲烷转化率达到18.12%,丙烷转化率为92.37%,芳烃选择性为55.49%。在Pt-Zn/HZSM-5上甲烷转化率达到了21.49%,丙烷转化率为92.91%,芳烃选择性为79.44%。 在Zn/HZSM-5和Pt-Zn/HZSM-5催化剂上进行的~(13)CH_4的示踪实验,证明在甲烷与丙烷的共反应过程中,甲烷确实被活化并参加了芳构化过程,且影响了丙烷芳构化反应的选择性。 通过TPSR、TG、UV-Raman、TPO和TPH等考察甲烷丙烷在Zn/HZSM-5与Pt-Zn/HZSM-5催化剂上的芳构化反应的活化行为后。表明,要实现甲烷的无氧芳构化,需先在催化剂表面积累一定量含氢活性积碳,丙烷比甲烷更容易在催化剂表面积聚形成活性积碳,从而缩短诱导期。TPO结果证明在芳构化反应中,丙烷能产生更多的活性积碳,促进甲烷的活化。 通过CH_4和NH_3-TPD等实验表明,在Zn/HZSM-5添加适量Pt,增加了催化剂的弱酸量,提高了催化剂对甲烷的脱氢能力,减少积碳,提高芳烃选择性。 【关键词】:甲烷 丙烷 无氧芳构化 Zn/HZSM-5 Pt-Zn/HZSM-5
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:O643.32
【目录】:
  • 摘要7-8
  • Abstract8-10
  • 第一章 文献综述10-50
  • 1.1 引言10-15
  • 1.1.1 研究背景10-13
  • 1.1.2 甲烷的转化和利用途径13-15
  • 1.2 甲烷和丙烷活化的研究现状15-30
  • 1.2.1 甲烷和丙烷转化的热力学15-18
  • 1.2.2 甲烷的无氧芳构化18-30
  • 1.3 丙烷芳构化30-39
  • 1.3.1 丙烷在Pt/HZSM-5催化剂上的芳构化反应31-32
  • 1.3.2 丙烷在Zn-HZSM-5催化剂的芳构化反应32-34
  • 1.3.3 丙烷在Ga-HZSM-5催化剂上的芳构化反应34-35
  • 1.3.4 丙烷芳构化的机理35-39
  • 1.4 甲烷和其它链烃的共活化39-42
  • 1.4.1 甲烷和其它链烃的共活化的机理41-42
  • 1.5 研究目标和研究内容42-44
  • 1.5.1 研究目标42-43
  • 1.5.2 研究内容43-44
  • 参考文献44-50
  • 第二章 实验部分50-57
  • 2.1 主要原料与试剂50
  • 2.2 催化剂的活性评价50-54
  • 2.2.1 反应装置及计算方法50-53
  • 2.2.2 ~(13)CH_4同位素表征53-54
  • 2.2.3 甲烷脉冲反应54
  • 2.3 催化剂表征54-57
  • 2.3.1 催化剂物相分析54
  • 2.3.2 比表面积测定54
  • 2.3.3 热重分析54
  • 2.3.4 甲烷程序升温表面反应(CH_4-TPSR)54-55
  • 2.3.5 程序升温氧化(TPO)和程序升温加氢(TPH)反应55-56
  • 2.3.6 NH_3的程序升温脱附(NH_3-TPD)分析56
  • 2.3.7 CH_4程序升温表面脱附反应(CH_4-TPD-MS)56
  • 2.3.8 催化剂表面积碳的Raman光谱表征56-57
  • 第三章 Zn/HZSM-5催化剂上甲烷和丙烷混合芳构化反应及活化行为分析57-92
  • 3.1 前言57-58
  • 3.2 催化剂制备58
  • 3.3 结果和讨论58-88
  • 3.3.1 甲烷和丙烷的共同活化芳构化58-61
  • 3.3.2 硅铝比对活性的影响61-64
  • 3.3.3 同位素实验证明甲烷进入芳构化产物64-67
  • 3.3.4 2%Zn/HZSM-5催化剂的表面物理性能67-68
  • 3.3.5 2%Zn/HZSM-5催化剂的表面酸性68-69
  • 3.3.6 载体对催化剂性能的影响69-72
  • 3.3.7 反应时间对2%Zn/HZSM-5催化剂上芳构化影响72-74
  • 3.3.8 TPSR技术对反应活性的研究74-81
  • 3.3.9 2%Zn/HZSM-5催化剂经过不同反应时间后的积碳分析81-82
  • 3.3.10 甲烷丙烷共反应后催化剂的TPO和TPH研究82-84
  • 3.3.11 经不同的预处理气处理后催化剂的TPH和TPO研究84-86
  • 3.3.12 催化剂经不同时间反应后的UV-Raman研究86-88
  • 3.4 小结88-90
  • 参考文献90-92
  • 第四章 Pt-Zn/HZSM-5催化剂上甲烷和丙烷的混合芳构化研究92-115
  • 4.1 引言92-93
  • 4.2 催化剂制备93-94
  • 4.3 X-2%Zn/HZSM-5催化剂上甲烷丙烷芳构化反应94-95
  • 4.4 不同的Pt含量对Zn-HZSM-5催化剂性能的影响95-99
  • 4.5 同位素实验证明甲烷进入芳构化产物99-102
  • 4.6 XPt-2%Zn/HZSM-5催化剂的物理性质102-104
  • 4.7 酸性对催化剂性能的影响104-105
  • 4.8 0.5%Pt-2%Zn/HZSM-5催化剂上TPSR分析105-108
  • 4.9 0.5%Pt-2%Zn/HZSM-5催化剂上积碳分析108-112
  • 4.9.1 0.5%Pt-2%Zn/HZSM-5催化剂上积碳的TPO分析108-109
  • 4.9.2 0.5%Pt-2%Zn/HZSM-5催化剂上积碳的TG分析109-110
  • 4.9.3 0.5%Pt-2%Zn/HZSM-5催化剂上积碳的UV-Raman分析110-112
  • 4.10 结论112-114
  • 参考文献114-115
  • 第五章 结论115-117
  • 致谢117


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

分子筛性质对Mo/HZSM-5催化剂上甲烷无氧脱氢芳构化反应的影响    苏玲玲,张贺,王祥生,庄建勤,徐奕德,包信和

甲烷在MoO_3/HZSM-5分子筛催化剂上的非氧催化转化    刘社田,徐奕德,郭燮贤,王林胜,谢茂松

甲烷在铕改性Mo/HZSM-5催化剂上的直接芳构化反应 Ⅰ.制备条件及反应性能的考察    刘自力,林维明,王琪莹,林绮纯

MoO_3/HBZSM-5催化剂上甲烷的无氧芳构化反应    李爽,彭艳兵,张春雷,张密林,张锐,吴通好

紫外拉曼光谱及其在催化研究中的应用    熊光,李灿

ZSM-5型分子筛催化剂上的丙烷芳构化反应    路宵霞,辛峰,李绍芬

甲烷催化转化法制苯    王林胜,陶龙骧,谢茂松,徐桂芬,王学林,徐奕德,黄家生

IR和NH_3-TPD表征固态反应制备的Zn-ZSM-5丙烷芳构化催化剂    伏再辉,杨亚书,郭燮贤,邓麦村

Mo~Pt(V等)/HZSM-5上甲烷非氧芳构化    谭平连,徐竹生,张涛

烃分子在锌改性的ZSM-5沸石上的芳构化 Ⅰ.活性中心的形成和表征    刘兴云;李宣文;佘励勤;袁世斌;秦皓昱;

物理化学课程改革探索与实践    伊廷锋;朱彦荣;周安娜;岳彩波;诸荣孙;

异丙苯裂解反应动力学及HZSM—5沸石表面酸性的表征    刘秀英,王雪梅,李增和,马丽景,向守礼,张仁佑

MoO_3-V_20_5,MoO_3-TiO_2(锐钛矿型),MoO_3-WO_3和MoO_3-ZrO_2界面过渡层的非晶相结构    王智民,李永战

La浸渍改性的HZSM-5沸石上乙苯乙烯烷基化反应的研究    武传昌,缪承明,秦关林

丙烯的催化二聚与芳构化    吴向阳,吴锁川,孟中岳

载钴沸石的酸性和催化性质 丙烯二聚和芳构化作用    吴锁川

阳离子改性HZSM-5沸石上低碳醇转化为芳烃    王锦业,王定珠,卢学栋,窦秀云

阳离子改性HZSM-5沸石上低碳醇反应历程的TPSR-MS研究    王锦业,王定珠,卢学栋

METHANE DIRECT ConVERSION TO ETHENE OVER Mo/SAPO-34 CATALYSTS    

METHANE ADSORPTION AT LOW TEMPERATURE OVER HZSM-5 ZEOLITE AND Mo/HZSM-5    

碱性介质中Ni纳米线阵列电极对甲醇的电催化氧化    徐明丽;杨显万;张正富;

低碳烃、汽油芳构化技术进展    孙书红;谢进宁;马建泰;

甲酸钠液相氧化催化剂的研究    黄光斗;张智;李柯;龙化云;

负载型钌催化剂上CO选择性氧化反应及载体的研究    陈喜蓉;邹汉波;董新法;林维明;

甲烷无氧芳构化反应研究    高亚娜;高俊文;张勇;

Mo/HZSM-5上甲烷无氧芳构化催化剂制备的研究    杨媛媛;姚本镇;刘殿华;房鼎业;

拟薄水铝石的偏铝酸钠——二氧化碳法制备    周峰;张艳;樊慧芳;

电沉积制备多孔镍基纳米网结构    贺燕萍;杭弢;李明;毛大立;

ZSM-5与SiC原位水热复合及其在甲烷芳构化反应中的独特性能    顾立军;马丁;姚颂东;张贺;申文杰;包信和;

稀土对微孔分子筛催化剂的调变作用    王晓宁;赵震;徐春明;段爱军;

钛基催化剂催化氧化苯系物有机废气的研究    俞丹青

石油焦成浆特性及不同添加物对石油焦气化反应活性的影响研究    展秀丽

新型NZP族催化剂载体材料的合成及应用研究    祝琳华

光催化氧化联合工艺处理不同污染物的研究    张峰

改性吸附材料对恶臭气体的吸附效应与机理研究    刘南

掺杂六铝酸盐催化剂上甲烷二氧化碳重整反应研究    李菁

Ni基催化剂上甲烷二氧化碳重整制合成气的研究    张安杰

稀土氧化物催化甲烷催化燃烧反应的研究    温存

CSMB集成反应分离装备技术研究    唐萍

硅芯片封装用球形SiO_2与环氧树脂复合材料的制备工艺与性能研究    艾常春

基于In_2O_3纳米材料的甲醛气敏元件研究    陈星如

Mo,W/HZSM-5催化剂的活性中心结构及甲烷活化反应机理的密度泛函理论研究    邢双英

H-ZSM-5分子筛上乙烯芳构化过程中C4至苯的反应机理    曹亮

由苯胺和1,6-己二醇气相催化合成1-苯基氮杂环庚烷    朱海艳

脱氢芳樟醇酯化加氢合成乙酸芳樟酸的反应研究    王磊君

烃类蒸汽转化制氢气工业生产装置的扩能    周书飞

新型催化剂催化甲苯与叔丁醇烷基化的研究    陈林波

改性纳米TiO_2光催化降解室内VOCs中间产物分布及健康风险研究    刘菲菲

改性活性炭吸附净化低浓度HCN废气的研究    蒋明

改性13X,NaY分子筛和丝光沸石对氯气吸附性能的研究    王慧

甲烷在MoO_3/HZSM-5分子筛催化剂上的非氧催化转化    刘社田,徐奕德,郭燮贤,王林胜,谢茂松

甲烷直接芳构化反应的研究Ⅰ.负载Mo基催化剂在无氧条件下的催化性能    张一平,丁云杰,郑小明,费金华

RhCo双金属催化剂的研究Ⅴ.Rh_2Co_2/Al_2O_3上CO吸附态的动态行为与CO歧化    陈耀强,龚茂初,曹昭,周建略,陈豫,辛勤,郭燮贤

甲烷在过渡金属离子交换分子筛催化剂上的无氧芳构化    李爽,张春雷,彭艳兵,袁艺,吴通好,林励吾

甲烷在钼/含磷五元环沸石催化剂上的无氧芳构化    舒玉瑛,徐奕德,王林胜,郭燮贤,舒兴田,傅维,达志坚

硼-硅Pentasil型沸石的晶化相区与导向剂    庞文琴,景晓燕,张密林

Ni改性Mo/HZSM-5催化剂上甲烷芳构化性能研究    王冬杰,张一平,费金华,郑小明

杂原子分子筛 Ⅲ.B-Si Pentasil型分子筛的合成及其性能的研究    庞文琴;李国文;

甲烷催化转化法制苯    王林胜,陶龙骧,谢茂松,徐桂芬,王学林,徐奕德,黄家生

天然气催化转化新进展    李文钊

烷烃活化的技术进展    

Pt-Sn-K/Al_2O_3丙烷脱氢催化剂中各组分的作用    董群,王鉴,武显春,郭大为,刘路加

丙烷催化脱氢制丙烯催化剂    王鉴;董群;郭大为;武显春;刘路加

丙烷脱氢负载型MoO_3/MgO催化剂的研究    彭峰,黄仲涛

丙烷氧化制丙烯酸组合工艺探索    毛国梁,刘刚,杜月茹

车间空气中环氧丙烷的气相色谱测定方法    李玉杰,于秀兰,刘积善,张含煦,李明

新型切割燃气丙烷与乙炔的气割分析    徐志兵,程群策

二氧化碳和丙烷反应制取低碳烯烃的研究    解红娟,谭猗生

超临界流体中四(五氟化苯基)卟啉氯化铁选择性催化氧化丙烷    刘依农,李红旗,赵锁奇,王仁安

CO_2氧化丙烷脱氢MoO_3-V_2O_5/SiO_2催化剂研究    邵怀启,钟顺和

Mo/HZSM-5上甲烷和丙烷共同活化芳构化特性    沈晓春;楼辉;宣东;郑小明;

1,1,1-三氟-3-氯丙烷合成研究进展    付文英;吴周安;王树华;周强;罗孟飞;

密闭空间内丙烷泄漏燃烧爆炸安全性研究    鲁建英;陈朗;刘树亮;王飞;任丽君;

密闭空间内丙烷泄漏燃烧爆炸三维数值模拟计算    鲁建英;陈朗;

丙烷在家用空调中应用前景    李越峰;李进;

丙烷在家用空调中应用前景    李越峰;李进;

丙烷(R290)作为空调制冷剂可行性研究    唐汝宁;朱雯婕;张于峰;马九贤;孙廷禄;

2-羟基-1,2,3-三(2-苯并咪唑基)丙烷及其Ni(Ⅱ)络合物的合成与研究    王卓渊;王立格;

负载型铂锡催化剂中添加稀土元素对丙烷脱氢反应性能的影响    张一卫;周钰明;叶志良;许艺;吴沛成;

新型杀菌剂丙烷脒开发研究    张兴;陈安良;冯俊涛;

丙烷下游企业受益    本报记者 安飞

低成本丙烯生产环氧丙烷工艺问世    饶兴鹤

丙烷互供多产乙烯    董波

丙烯丙烷回收工艺环保增效    苟爱仙

环氧氯丙烷价格继续下探    吕俭

轻烃丙烷产品畅销西北市场    通讯员 梁顺祥邓善初

生物丙烷即将成为新能源    记者 王俊鸣

油气行业遭遇信誉危机    成锋

海越股份拟合资建码头    本报记者 汪珺

中原油田七项技改提高轻烃收率    龚献荣

甲烷和丙烷混合烷烃的无氧芳构化研究    沈晓春

甲烷和丙烷混合烷烃的无氧芳构化反应及其催化剂研究    郑海涛

丙烷氧化脱氢制丙烯研究    照日格图

丙烷脱氢氧化制丙烯过程的模型化与优化    张新平

丙烷及乙苯氧化脱氢反应的新型催化剂研究    许杰

MoPO/SiO_2催化剂上丙烷选择氧化制丙烯醛反应机理的研究    伊晓东

丙烷氧化脱氢制丙烯纳米催化剂的制备、表征及应用    刘永梅

Ce-Ag-Mo-P-O催化剂上丙烷选择氧化制丙烯醛反应研究    张昕

二氧化碳部分氧化丙烷制丙烯催化剂及膜反应器的研究    邵怀启

甲烷脱氢芳构化Mo基催化剂催化性能的研究    宋一兵

Zn/HZSM-5与Pt-Zn/HZSM-5催化剂上甲烷和丙烷混合烷烃的无氧芳构化研究    李秀东

金属负载的HZSM-5上甲烷和丙烷无氧芳构化反应研究    宣东

甲烷与丙烷协同活化芳构化研究    李影辉

丙烷溴氧化制高碳烃的研究    潘雪

氧化铁/氧化钴离子与丙烷反应机理的理论研究    刘赵春

丙烷均相氧化制备过氧化物    季艳

4-(3-(叔丁基二甲基硅氧基)-1,1-二氟丙烷-2-基)吗啉的合成及其工艺研究    季吉兆

丙烷氧化脱氢反应制丙烯的研究    朱红娟

丙烷及C_4石油液化气制丙烯催化剂研究    张翠侦

Mo,W/HZSM-5催化剂的活性中心结构及甲烷活化反应机理的密度泛函理论研究    邢双英