甲醇制烃催化剂的机理反应研究

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1、甲醇制炷催化剂的机理反应研究扌商要：当今世界，工业的迅速发展使得人类对能源的需求越来越紧张，而作为不可再生资源，煤炭和石油已经变得口益稀缺。现在人类开始将耳光逐渐地转向提高能源利用率和发展新能源方面。甲醇制坯技术则是如今人们在发展清洁能源方面的一个重要进步。本文将通过介绍甲醇制坯技术中各种催化剂的种类和应用,为将来甲醇制桂催化剂发展捉供一个研究方向。关键词：甲醇制桂；催化剂引言通过甲醇制姪技术得到许多姪类燃料，既可以减少对石油的利用，同时还能够使能源得到高效的利用。口前，甲醇制坯反应过程屮催化剂的使用对反应过程的影响则是人们需要研究的重要问

2、题。如何在反应中更好地使用高效的催化剂则是未来重要的研究方向。一、甲醇制怪概述甲醇制绘就是煤炭在甲醇的反应下制成各种绘类化合物，甲醇制怪是煤炭进行转化的重要组成部分。甲醇制姪工业主要生成的姪类化合物有：甲醇制烯姪、甲醇制芳香坯、甲醇制汽油。这些化合物在工业中都是及其重要的原料和能源，它们为工业的发展提供了重要的保障。二、甲醇制桂催化剂的种类随着甲醇制姪技术的逐渐发展，人们对甲醇制坯反应中所用催化剂的研究也在逐渐深入。口前在甲醇制坯屮使用的催化剂重要是下面几种：(-)硅铝磷酸盐作为卬醇制姪类催化剂，硅铝磷酸盐主要应用在甲醇制乙烯、丙烯等低碳烯

3、姪化合物的反应中。硅铝磷酸盐是一种小孔分了筛，经过长时间來，许多研究人员的不断研究和对分子筛的改进，硅铝磷酸盐在甲醇制坯反应中对乙烯、丙烯等低碳烯坯的选择性已经有了大大的提高。在甲醇制烯姪的反应中，使用催化剂Ni-SAPO-34,450°C时甲醇可以实现100%的反应，对乙烯的选择性也能够达到88%,而且催化剂在反应过程中不会产生焦炭。同吋，在一些实验中发现，催化剂中Ni的含量不同，对乙烯的选择性也不同，当Si含量与Ni含量达到5:80时，对乙烯的选择性可以高达90%。除了Ni・SAPO・34以外，述冇一些其他的硅铝磷酸盐催化剂，这些催化剂

4、在不同结构厂对低碳烯姪的选择性也是不同的，除此Z外，Si含量和Cr含量的不同也会对乙烯和丙烯的选择性产生影响。其中SAPO-11在反应中使用的时间最长，SAPO-34对乙烯、丙烯等低碳烯坯的选择性最高。（-）B分子筛在卬醇制桂的反应屮使用B分子筛做催化剂时，所得到的产物是比较复杂的，既包含乙烯、丙烯等低碳烯姪，又包含丙烷、异丁烷等烷坯，同时还会生成大量的六甲基苯和少量的五甲基苯。B分子筛做催化剂吋，甲醇的转化率也是非常高的。在400°C.lOlkPa下进行甲醇制坯反应时，甲醇在开始的转化率可以达到100%,随后在继续的反应中，转化率会逐渐降

5、低，十六个小时后，转化率会降低到42.5%O同时，在反应屮，还会产生焦炭，并且随着积碳量的不断增加，反应中会有甲烷生成，并且催化剂对甲烷的选择性也会不断增加，直至最后，甲烷会成为反应的最主要产物。（三）ZSM-5作为甲醇制坯反应的催化剂，ZSM-5主要用于甲醇制汽油的反应中。传统的ZSM-5催化剂可以使甲醇制汽油屮芳香姪的含量达到60%,但是随着近年来研究人员对ZSM-5的不断研究和改进，甲醇制汽油中芳姪的含量也有了很大的增加。其中的一种方法是在ZSM-5加入一些金属氧化物。在加入了氧化铝、三氧化二钙等金属化合物后，多碳芳坯得生成率会明显增

6、加，同时在不同的温度下，金属化合物对芳坯的生成率的影响也是不同的，例如，在400°C时，加入氧化铝会大幅增加芳怪的生成率，而在300°C时，则对芳坯的生成率没冇太大的影响。还有一种方法就是在ZSM-5中加入银离了并且让银离了以氧化物的形式进入ZSM-5O在加入银离子后，可以加大烯坯脱氢生成芳炷的，反应中750K芳坯的总牛成率可以达到80%o三、甲醇制炷的反应机理现阶段以及在今后的一段时间内，在甲醇制姪的反应机理方面的研究应该主要表现在以下几点：(―)初始c-c的形成在初始c・c形成的研究上目前还没有统一的说法，主要的理论有以下儿个:1、卡宾

7、机理在c・c的初始形成方面，有人认为在反应中，甲醇可能先形成由一个碳和其它两个基团形成的离子即卡宾离子，并11与催化剂结合，在随后的反应中再形成c・c。不过，对于卡宾机理的反应历程，口前还没有i个公认的说法。2、氧嗡离子机理在卬醇制姪的反应屮，分子筛孔道内会生成许多氧嗡离子，在此基础上便冇人提出C-C的生成可能与氧嗡离了有关，但是到目前为止并没有实验能够证实这一猜测。有的研究人员述进行了严密的理论计算，计算结果表明，除了三甲基氧爛离子之外，其他的均不能在ZSM-5中稳定存在。3、烷氧基链增长由于在甲醇制姪的反应中甲醇会在反应中生成甲氧基团，

8、因此冃而研究最多的则是甲氧基链增长的理论了。许多研究者都认为在反应中，甲醇反应生成的甲氧基团会在分子筛上再次与甲醇结合形成一些中间体，比如，甲氧基醇等，这些中间体在随后的反应中生