甲烷无氧脱氢芳构化反应最新研究进展

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1、化学工程师Sum127No.4ChemicaIEngineer2006年4月文章编号：1002-1124（2006）04-0032-05综甲烷无氧脱氢芳构化反应述最新研究进展杨晓娟，刘宁，王玉和!（哈尔滨师范大学化学系，黑龙江哈尔滨150080）摘要：与甲烷的临氧转化相比，在无氧条件下将甲烷转化为芳烃具有独特的优势。本文从催化剂的筛选、反应体系的优化、活性组分与载体的相互作用及反应机理的探讨等方面综述甲烷无氧脱氢芳构化反应的最新研究结果。关键词：甲烷；脱氢芳构化；催化剂；活性中心；反应机理中图分类号：TO423.93文献标识码：AProg

2、ressinmethanedehydro-aromatizationundertheconditionofoxygerfreeYANGXiao-juan，LIUNing，WANGYu-he!（DepartmentofChemistry，HarbinNormaIUniversity，Harbin150080，China）Abstract：Comparedwiththeconversionofmethaneundertheaidofoxidants，theconversionofmethaneintoaro-maticsundernon-ox

3、idativeconditionshasunigueadvantages.Thispapergivesanoverviewoftheprogressinmethanedehydro-aromatizaitonintheabsenceofoxidants，incIudingthecataIystsystemsandreactionconditions.Inaddition，theinteractionbetweenactivesitesandsupport，asweIIasthereactionmechanismarediscussed.K

4、eywords：methane；dehydro-aromatization；cataIyst；activesite；reactionmechanism从热力学角度上来讲，由甲烷直接转化为芳烃理研究所的徐奕德研究员以ZSM-5的氢型分子筛要比转化为烯烃更为有利。因此，人们对甲烷芳构为载体，考察了Mo、Cu、Zn、Ni、Pt等金属组分的催化化过程进行了广泛的探索，主要的方向分为有氧和性能。结果表明，当反应温度为700C甲烷空速为无氧两种。芳构化在临氧条件下进行，很难避免甲-1时，除Mo外其他4种金属离子都无法有效1500h［2］烷的深度氧化，

5、还存在反应放热的热取出问题，而且地催化甲烷无氧转化。Lunsford等也分别采用浸产物分离费用高。如果甲烷的芳构化能够在无氧条渍法和固体离子交换法研究了担载Mo、W、Fe、V、Cr件下实现，就可以避免这些问题。1993年，王林胜的HZSM-5催化剂，反应温度为800C，甲烷空速为等人报道了在无氧条件下，以Mo/HZSM-5作为催-1。具有最佳反应性能的仍然是Mo/HZSM-1500h［3］化剂，在固定床连续流动进料情况下，甲烷可高选择5，其次是W和Fe，而V和Cr几乎没有活性。张［1］性地转化成为芳烃。这一结果在整个催化领域引鸿斌等报道了

6、H2SO4改性的W/HZSM-5催化剂在起了广泛的重视。高温下具有较好的活性和稳定性，并进而在W-Zn-H2SO4/HZSM-5催化剂上得到甲烷转化率23，1催化剂体系的筛选苯选择性97的结果（反应温度为900C）［4］。总的来说，迄今为止，人们发现在较低的反应温度1.1金属组分的筛选（700C）下，活性最好的仍然是最初报道的Mo基催许多小组分别研究了不同的过渡金属离子和贵化剂。金属离子担载在HZSM-5分子筛上制备的催化剂1.2载体的筛选在甲烷无氧芳构化反应中的催化活性。大连化学物在筛选金属活性组分的同时，研究人员对催化剂的另一重要组成

7、部分———载体进行了详细的筛收稿日期：2006-03-10选，以期获得活性或稳定性优于Mo/HZSM-5的甲作者简介：杨晓娟（1981-），女，哈尔滨师范大学化学系在读硕士研烷无氧芳构化催化剂。研究结果表明：HZSM-5、究生，现从事天然气转化研究课题。王玉和（1962-），男，哈尔滨师范大学化学系副教授，现HZSM-8、HZSM-11、H!和HZRP-1都是二维孔道从事低碳烃类转化及应用研究工作。体系的氢型分子筛，孔口尺寸与苯分子的动力学直2006年第4期杨晓娟等：甲烷无氧脱氢芳构化反应最新研究进展33径（约0.6nm）相当，有着良好的

8、择形效应，是甲烷自身特有的脱氢功能，在反应中也起到了助剂作用，无氧芳构化反应的良好载体。对于孔径比苯分子动不仅促进了甲烷的活化，也促进了中间体乙烯向芳态直径小得多的载体（如SAPO-34、ES