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《大连理工大学》 2011年
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甲烷无氧芳构化Mo/ZSM-5催化剂的成型研究

任冬梅  
【摘要】:甲烷无氧芳构化反应是甲烷直接催化转化过程中的一个重要反应,而进一步将该反应进行工业化应用是当前的重要研究课题。因此本论文选用Mo/ZSM-5为研究对象,从成型助剂、成型条件及方法、反应条件等方面对甲烷无氧芳构化催化剂的成型做了专门研究,并分析了成型加工对催化剂母体活性、选择性和稳定性的影响,以期为工业应用提供信息和依据。 考察了ZSM-5分子筛的物化性质对反应性能的影响。结果表明,低硅铝比的分子筛对反应有利,而100nm~1μm的ZSM-5有利于Mo物种的适度分散及目标芳烃产物的扩散,使催化剂在反应中表现出较高的活性及较低的积碳选择性,是适宜的催化剂母体。 采用不同粘结剂对Mo/ZSM-5进行挤条成型。结果表明,成型粘结剂的加入对催化剂母体的扩散性及Mo物种的氧化还原性均有较大的改变,进而影响了成型催化剂的甲烷芳构化反应性能。在所测试的样品中,ZnO成型样品的芳构化性能高于催化剂母体,而Si02成型样品的活性则为催化剂母体的80%,但仅Si02和A1203粘结剂提高了催化剂母体的机械强度。进一步使用Al2O3-ZnO混合氧化物为成型粘结剂时,催化剂的机械强度增加至70N/cm以上。并且Al2O3-ZnO粘结剂在反应条件下可以生成ZnAl2O4,使催化剂母体的扩散性及Mo物种的氧化还原能力得到较好的保持,从而使成型催化剂的芳烃生成量达到催化剂母体的90%。因此Si02及Al2O3-ZnO是良好的甲烷芳构化催化剂的成型粘结剂。 挤条成型方式的研究表明,将粘结剂与ZSM-5预先成型,而后以常规浸渍法引入Mo物种是适宜的粘结剂的添加方式,可以使成型催化剂的机械强度较高,苯生成稳定性较好。同时发现,增加成型催化剂的扩散性及Mo物种分散性是提高成型催化剂反应性能的关键。采用添加分子量较小的孔结构改性剂及使用碱性的浸渍环境则对此做了进一步的证明。 改变成型方法,采用转动成型法制备了蛋壳型的薄层Mo/ZSM-5催化剂,将催化剂厚度降至挤条成型样品的1/10-1/4。结果表明,缩短扩散路径是改善成型催化剂扩散性的有效方法,芳烃产物的选择性增加了25%,积碳含量下降了12%。而当支撑基质材料为无孔惰性瓷球,其粒径以0.5 mm左右时,薄层催化剂能最大发挥出催化剂母体的反应性能。在960 mL/gZSM-5·h的空速下,芳烃选择性可达56.2%,C2烃的含量增加至12.0%,积碳含量仅为29.3%,并在500 min内催化剂表现出了较好的稳定性。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O643.32

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王丽娜;固定床中TS-1催化丙烯环氧化反应的研究[D];天津大学;2013年
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1 徐俊;Pt/So_4~(2-)/ZrO_2催化剂成型及其异构化性能研究[D];华东理工大学;2016年
2 王燕红;整体式微球分子筛的合成、表征和催化应用[D];华东师范大学;2015年
3 张文杰;改性及成型TS-1催化丙烯气相环氧化性能研究[D];大连理工大学;2014年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭锡坤,刘庆红,林绮纯;镧改性铜基铝铈交联蒙脱土的制备及其对丙烯选择性还原NO的催化性能[J];催化学报;2004年12期
2 刘红梅,申文杰,刘秀梅,包信和,徐奕德;分子筛的酸处理对Mo/HZSM-5催化甲烷无氧芳构化反应性能的影响[J];催化学报;2004年09期
3 刘红梅,李勇,申文杰,包信和,徐奕德;一种制备高活性和高稳定性甲烷无氧芳构化Mo/HZSM-5的新方法(英文)[J];催化学报;2004年03期
4 苏玲玲,张贺,王祥生,庄建勤,徐奕德,包信和;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[J];催化学报;2003年04期
5 舒玉瑛,田丙伦,马丁,包信和,徐奕德;不同方法制备的Mo/HZSM-5催化剂上甲烷的芳构化反应[J];催化学报;2001年02期
6 张雄福,王金渠,殷德宏,刘长厚;用喷涂晶种法合成ZSM-5沸石膜及其影响因素考察[J];催化学报;2000年05期
7 吕元,林励吾,徐竹生,田志坚,张涛,王毅,包信和,陈恒荣,盛世善,杨维慎;甲烷无氧芳构化制芳烃双功能催化剂的研究[J];中国科学(B辑 化学);2000年03期
8 谭平连,徐竹生,张涛,陈来元,高秀英;甲烷制苯Mo/HZSM-5催化剂失活的研究[J];天然气化工;1997年05期
9 王冬杰,张一平,费金华,郑小明;Ni改性Mo/HZSM-5催化剂上甲烷芳构化性能研究[J];高等学校化学学报;1996年11期
10 李大东;史建文;石亚华;;催化剂挤出成型技术进展[J];石油化工;1987年02期
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1 成卫国;丙烯环氧化钛硅分子筛制备、水热改性及反应过程的研究[D];大连理工大学;2005年
2 刘自力;稀土改性Mo/HZSM-5催化剂上甲烷直接芳构化反应的研究[D];华南理工大学;1998年
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1 余海清;苯与丙烯烷基化MCM-22分子筛催化剂的成型研究[D];北京化工大学;2008年
【共引文献】
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1 杨涛;鲁伊恒;;甲烷催化转化制高碳烃技术进展[J];广东化工;2017年03期
2 梁俊青;苏亚欣;周皞;邓文义;;金属铁与丙烯共同还原NO的特性与机理[J];燃料化学学报;2016年08期
3 王青青;包桂蓉;马依文;李法社;;La改性Cu-Mn-Al催化剂超临界甲醇中催化木质素液化性能研究[J];材料导报;2016年14期
4 马依文;包桂蓉;王青青;李法社;;La改性Cu/Zn/Al催化剂的制备及其催化纤维素液化性能[J];化工进展;2016年S1期
5 申志兵;王东镇;张君涛;梁生荣;丁焘;;催化干气芳构化反应过程及催化剂研究进展[J];应用化工;2016年06期
6 孙慧颖;甘海军;孙林平;;苯并噻吩在酸改性NaY分子筛上的吸附[J];燃料化学学报;2015年01期
7 许振冲;吴爽;周明东;;关于选择性还原脱硝中还原剂的研究进展[J];化学与黏合;2015年01期
8 李淑娟;袁桂梅;薛扬;吴韬;陈胜利;王桂敏;;硅源对ZSM-5分子筛合成和催化性能的影响[J];工业催化;2014年12期
9 梁维军;;渣油加氢脱硫催化剂载体堆积密度的精确控制[J];工业催化;2014年11期
10 王筠翔;陈慕华;刘准;曹惠庆;朱新宝;;HZSM-5分子筛催化合成癸二酸二丁氧基乙酯[J];化工进展;2012年12期
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1 宋万仓;高性能TS-1分子筛的制备及其丙烯环氧化性能研究[D];大连理工大学;2016年
2 冯文平;固定床上TS-1催化液态丙烯环氧化反应的研究[D];天津大学;2014年
3 任冬梅;甲烷无氧芳构化Mo/ZSM-5催化剂的成型研究[D];大连理工大学;2011年
4 马书启;Au/TS-1催化氢氧直接合成过氧化氢及与氧化反应的集成研究[D];大连理工大学;2008年
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1 徐俊;Pt/So_4~(2-)/ZrO_2催化剂成型及其异构化性能研究[D];华东理工大学;2016年
2 陈翔;多级孔道5A分子筛的合成及吸附性能研究[D];华东理工大学;2016年
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5 梅园;甲醇制芳烃催化剂研究[D];华东理工大学;2015年
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【同被引文献】
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1 任冬梅;甲烷无氧芳构化Mo/ZSM-5催化剂的成型研究[D];大连理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 杨丹;贵金属改性SO_4~(2-)/ZrO_2催化剂制备和异构化性能的研究[D];华东理工大学;2014年
2 余海清;苯与丙烯烷基化MCM-22分子筛催化剂的成型研究[D];北京化工大学;2008年
3 刘鹏程;碳二加氢催化剂用球形氧化铝载体制备及性能研究[D];北京化工大学;2007年
4 张庆华;成型条件对β分子筛催化剂宏观性能的影响[D];北京化工大学;2005年
5 张莉;钛硅分子筛的结构与催化性能的研究[D];石油化工科学研究院;2000年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张腾;TS-1催化环己酮氨肟化反应的研究[D];天津大学;2015年
2 冯文平;固定床上TS-1催化液态丙烯环氧化反应的研究[D];天津大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘庆红,郭锡坤,林绮纯;贫燃条件下铜离子改性铝交联蒙脱土汽车尾气净化催化剂的研制[J];精细化工;2003年08期
2 刘红梅,李涛,徐奕德;程序升温技术研究Mo/HZSM-5催化剂上甲烷无氧芳构化反应积炭的化学特性[J];高等学校化学学报;2002年08期
3 王燕玲,储伟,张涛,孙孝英;制备方法和助剂对贵金属铱催化剂还原性质的影响[J];化学研究;2001年03期
4 刘红梅,李涛,田丙伦,徐奕德;Mo/HZSM-5催化剂上甲烷无氧芳构化反应中积炭的研究[J];催化学报;2001年04期
5 邹兴,卢惠民,方克明;变价稀土氧化物对催化剂性能的影响[J];稀土;2000年02期
6 李永生,江志东,王金渠*;在多孔α-Al_2O_3陶瓷管上合成ZSM-5沸石膜[J];大连理工大学学报;2000年01期
7 吴贵升,任杰,孙予罕;焙烧温度对Cu/ZrO_2和Cu-La_2O_3/ZrO_2催化性能的影响[J];物理化学学报;1999年06期
8 张雄福,王金渠;沸石分子筛膜的合成与应用研究进展[J];石油化工;1999年04期
9 徐晓春,程谟杰,杨维慎,林励吾;Silicalite-1分子筛膜的合成及气体渗透性能[J];中国科学(B辑);1998年03期
10 贾殿赠,杨立新,夏熙,忻新泉;微波技术在固相配位化学反应中的应用研究(Ⅰ)──CO(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)配合物在微波条件下的固相合成[J];高等学校化学学报;1997年09期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 张庆华;成型条件对β分子筛催化剂宏观性能的影响[D];北京化工大学;2005年
2 孟伟娟;MCM-22及β分子筛在苯与丙烯反应中的催化性能[D];北京化工大学;2003年
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4 吴广林;;硫化物对氨催化剂活性的影响及其防止办法[J];化肥工业;1981年03期
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