探究甲烷液相选择性催化氧化制甲醇的研究

《探究甲烷液相选择性催化氧化制甲醇的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、西北大学硕士学位论文甲烷液相选择性催化氧化制甲醇的研究姓名：曹凯申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张秀成20040501摘要本文分析了甲烷液相选择性催化氧化制甲醇的国内外研究现状，研究了甲烷在发烟硫酸中选择性催化氧化制甲醇的工艺路线。筛选出了该反应体系的最佳催化剂；考察了Vz0，和Iz催化下工艺条件对反应过程的影响；结合实验结果和文献导出了在V：0，和I：催化下的催化机理；确定了在V：0，催化下的反应速率方程式；最后，对反应体系进行了热力学计算。在催化剂的筛选中，考察了过渡金属盐及氧化物催化剂、碘

2、系列催化剂和杂多酸、过渡金属配合物与有机金属化合物催化剂。认为v205和12是最适宜的催化剂。在工艺条件的选择中，分别研究了在v：O，和I：催化下，反应温度、催化剂加入量、反应时间和发烟硫酸中SO，的含量对反应的影响。筛选出的V20，催化下的最优工艺条件是：反应温度l80"(2，催化剂用量O．25m01／1，反应时间2h，发烟硫酸中S03含量50wt％。在最优工艺条件下甲烷转化率为54．5％，甲醇收率为45．5％。I：催化下的最优工艺条件是：反应温度200"C，催化剂用量O．099mol／l，反应时间3h

3、，发烟硫酸中S03含量50wt％。在最优工艺条件下甲烷转化率为82．7％，甲醇收率为70．5％。在催化机理的研究中，用实验结果否定了甲烷在发烟硫酸中选择性催化氧化的自由基机理，认为该反应属亲电取代机理。并结合文献推出了在V：0，和12催化下的催化机理。在反应速率的研究中，从压力一一时间瞌线出发，推出了在V：O，催化下的反应速率方程式，确认该反应属一级反应。在热力学计算中，运用Gaussian98软件对整个体系可能发生的反应进行了热力学计算，并得到了若干结论。关键词甲烷液相催化氧化硫酸单甲酯甲醇STUDYO

4、NTHECATALYTICSELECTIVEOXIDATIoNOFMETHm厄TO她删OLINLIQUIDPHASEAbstract11圮currentresearchingofcatalyticselectiveoxidationofmethanetomcthanolinliquidphaseathomeandabroadwasreviewedinthispaper．nlcprocessofselectiveoxidationofmethanetomethanolinoleumwasstudied．Th

5、eappropriatecatalystwasselectedandtheeffectofprocessconditionsonthereactioncatalysedbyV20sand12Wasdiscussed．ThecatalyticmechanismofthereactioncatalysedbyV205and12wasdeducedbasedupontheliteratureandexperiments．ThereactionratecatalysedbyV205Wasascertained．T

6、hermodynamicanalysisonthereactionsystemWascarriedout．Intllepartofcatalyst’Sevaluation．transitionmetalssaltandoxide；variousiodinecompounds；hetreopolyacids，transitionmetalsligandcomplexandmenlo-organiccompoundwerestudied．Amongthem，thebestresultWasgivenbyV20

7、5andl2．Inthepartofoptimizingprocessconditions，theinfluenceoftemperature，theamountofcatalysts，reactiontimeandthecontentofS03inoleumWasdiscussedrespectively．ForthereactioncatalysedbyV20s，thereactionconditionsrecommendedareasfollows：reactiontemperature180℃，a

8、mountofV，OE0．25mol／1，reactiontime2h，也econtentofS03inoleurn50wt％．Undertheoptimumprocessconditions血econversionofCH4iS54．4％andtheyieldofCH30HiS45．5％．Forthereactioncatalysedby12．thereactionconditionsrecommendedareasfoll