硕士研究生开题报告模板
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
温，故存在最优反应温度 ⑤ 选择孔道尺寸与多数芳烃动力学直径相当的分子筛，如HZSM-5和HMCM-41，
后期可考虑引入金属离子改变分子筛的酸性和芳构化能力； ⑥ 查找产物标准峰，气相产物有气相色谱在线分析，液相产物色谱离线分析；
3 研究的方法与思路
拟解决的问题
提高CO 转化率
Fe、Mo活性物种类型及在其反 应过程中的变化规律
此后，Haw和Huang[2]在1981年用“二段法”，即将费托催化剂和HZSM-5分子筛 置于两个反应器中，一氧化碳和氢气在含有费托催化剂的第一个反应器中反应， 产物进一步通过含有ZSM-5分子筛的第二个反应器，生成较高辛烷值汽油。此种 方法可克服“一段法”的部分缺点，但费托合成的一次反应产物烯烃不能被分子 筛及时转化为芳烃，以致在二次反应中被部分加氢生成烷烃，所以产物分布仍基 本遵循费托合成的分布规律。
特征（硅铝比、结晶大小、微孔和介孔的孔道结构），活性物种的类型与在分 子筛上的落位对催化剂性能，特别是对产物芳烃的类型与分布的影响规律
3 研究的方法与思路
研究方法
研究方法： a) 通过对复合催化剂在CO加氢在直接合成芳烃中遇到的困难进行原因分析找出
研究的关键问题。
b) 通过共沉淀法或浸渍法制备Fe基催化剂，再利用离子交换法合成金属/分子筛 催化剂。用不同的载体负载铁或不同金属（如Mo，Zn，Ga）改性的ZSM-5型 分子筛以解决对上述问题。探究不同载体对催化性能的影响并对催化剂进行 表征，在固定床反应器上对催化剂催化性能进行评价。
➢ 我国富煤贫油少气的资源特点，决定煤炭在未来相当长一段时间内在我 国能源领域占主导地位，因此从煤炭出发，寻求制取芳烃的新工艺具有 重要意义；从煤出发，甲醇、甲烷、直链烷烃等均需由合成气制得，合 成气制芳烃可简化反应步骤，具有重要意义；
合成气直接合成芳烃
1 研究的背景与意义
研究背景
合成气直接合成芳烃
4 实验计划与方案
实验方案拟解决的问题
（1）实验原料 HZSM-5分子筛从具有系列硅铝比、系列粒径大小的分子筛的公司直接购买； 如Zeolyst International、国内的南开大学催化剂公司； Mo的前躯体为四水七钼酸铵，而Fe的前躯体为铁的可溶性硝酸盐，九水硝酸铁和 六水硝酸亚铁。 气体:H2/CO/N2 CH4/H2 N2 （2）催化剂制备 Fe-Mo/HZSM-5 采用1）共浸渍法 2）顺序浸渍法 3）离子交换法 + 浸渍法 活化条件：多种活化方式对比 a.反应温度250~400℃；b.压力0.1~2Mpa ；c.H2/CO比例（4:1~1:1）；d.反应空速 。
➢ 由于近几年市场对苯乙烯的需求量逐年增加，使苯的需求量也激增。甲苯 主要通过用于歧化反应生产苯和二甲苯，通过脱烷基反应成产苯。二甲苯 主要用于生产聚酯纤维、薄膜和涤纶，同时也作溶剂广泛用于油漆、涂料 行业中。其中对二甲苯（PX）是生产精对苯二甲酸（PTA）主要原料。
1 研究的背景与意义
研究现状
文献综述 1979年Chang[1]首次提出将HZSM-5分子筛催化剂与费-托合成催化剂Fe/Zr混合， 利用ZSM-5独特的孔结构，将费一托合成产物中的低碳烯烃直接转化为芳烃， 生产高辛烷值汽油，称为“一段法”。但费-托催化剂通常比HZSM-5失活快， 二者活化处理要求不同。
[3]Varma, R. L, Jothimurugesan, K, Bakhshi, N. N, Mathews, J. F, Ng, S. H. (1986). The Canadian Journal of Chemical Engineering, 64(1), 141-148. [4]王德生, 曾海生, 关乃佳. 催化学报 23.4 (2002): 333-335.
1 研究的背景与意义
研究现状
1985年R.L.VARMA等[3]制备的Co-Ni/ZrO2和HZSM-5组成的复合催化剂在101.3Kpa ，523K，H2/CO=1的条件下，CO转化率由62%于一小时后降为21%，芳香族产物 以甲基取代苯和乙基苯为主
南开大学的关乃佳课题组[4]将F-T合成Fe基化剂与芳构化分子筛催化剂混合研磨压 片 制 成 混 合 催 化 剂 Fe/MnO-ZnZSM-5 ， 在 V(CO) ： V(H2) ： V(Ar)=3 ： 6 ： 1 、 SV=1600 h-1．P=1.1 MPa，T=543 K的条件下，CO转化率可达到98.1%，芳烃产物 选择性可高达53.1%，催化剂运行60 h后，CO转化率仅降低0.5%
[1]Chang, Clarence D, William H. Lang, and Anthony J. Silvestri. Journal of Catalysis 56.2 (1979):268-273. [2]Huang, T. J, and W. O. Haag. Catalyst Activation of Carbon Monoxide 152 (1981).
M
C2=~C4= ②
①
③
C3-C4 Paraffins
C1-C2 Paraffins C6-C8 olegomer
Alkyl Aromatics
CH4
④
⑥
Naphthenes ⑤ C6-C8 Aromatics
C2-C4轻烯通过①裂解反应生成甲烷或乙烷②直接氢转移生成丙烷或丁烷。③聚合 反应生成不饱和齐聚物,该齐聚物经过④环化反应生成环烷烃，环烷烃经过⑤氢转移 反应生成C6-C8芳烃,芳烃经过⑥烷基化反应生成烷基芳烃。
山西煤化所谭猗生等[5]采用两个等压串联连续流动固定床反应器由合成气制芳烃， 在H2/CO=2、压力为2MPa，空速500h-1;一段以Cu/zn/Al2O3和γ-Al2O3复合为催化剂， 300℃将合成气变为二甲醚，二段以MnCl2/HZSM-5为催化剂，360℃制得芳烃。CO 转化率达80％，芳烃选择性为86％左右。
望
催化剂 概念图
① 抑制CH4、CO2和高碳烷烃的生成，提高芳烃选择性 ② 避免发生过度链增长和CH4的形成，中间产物及时
转化为芳烃
3 研究的方法与思路
研究思路
① 选用具有加氢能力链增长能力均较弱的Fe作为费托合成的催化中心，用于活化 CO和H2，使之形成CH2基团并进行一定程度的链增长;
② 拟采用Mo的碳化物作为脱氢（芳构化）的活性中心； ③ 提高反应稳定性；抑制积碳 ④ 费托合成是放热反应，升高温度不利于提高CO转化率，而芳构化反应需要高
硕士研究生开题报告
--合成气直接制芳烃
汇报人：
汇报提纲
1
研究的背景及意义
2
研究的目标及内容
3
研究的方法及思路
4
实验计划及方案
1 研究的背景与意义
研究背景
➢ 芳烃是芳烃是重要的石油化工基础原料,其中苯(Benzene),甲苯(Toluene)和 二甲苯(Xylene)的生产规模仅次于乙稀和丙稀,是重要的一级有机化工原 料,其衍生物主要用于合成纤维、橡胶以及各种精细化学品
1 研究的背景与意义
研究现状
日本东京大学将甲醇脱水催化剂Pd/SiO2与芳构化催化剂H-M型ZSM-5混合制成 Pd/SiO2-ZSM-5催化剂，在354℃、H2/CO=2、20kgf/cm2下，将合成气直接转化为 芳烃，芳烃收率为51.2%，其认为反应过程为：脂肪族烃在甲醇催化剂上氢化成 烯烃，烯烃是生成芳烃的中间产物，最后芳烃产物在沸石上同甲醇发生甲基化反 应。
① Fe-Mo/HZSM-5催化剂的活化方式及反应过程中活性物种的类型 ② Fe-Mo/HZSM-5催化剂的制备方法及催化性能的评价
➢ 以提升芳烃选择性为目标，借助现代表征手段及实验设计来阐明双金属分子 筛催化剂对合成气转化、芳烃形成及产物分布（选择性）的作用机制：
① 分子筛的结构特征及Fe、Mo组分在分子筛上的落位与催化剂的催化性能之间的构效 关系
1 研究的背景与意义
研究意义
➢ 芳烃是非常重要基础有机的化工产品，其年产量仅次于乙烯和丙烯，可作 为原料广泛应用于建材、医药、日化用品、能源等行业。其中苯、甲苯和 二甲苯（BTX）及其衍生物为一级化工原料，市场需求量巨大。
➢ 苯的主要用途有两个，一是制苯乙烯，制得的苯乙烯又可通过聚合制得聚 苯乙烯；二是通过加成反应制备环己烷，再由环己烷氧化制的环己酮，最 终制得尼龙。
[6] Zhang, Qingde, Yisheng Tan, Caihong Yang, Hongjuan Xie, and Yizhuo Han. Journal of Industrial and Engineering Chemistry 19, no. 3 (2013): 975-980.
Shetian Liu 等[5] 使 用 Mo/HZSM-5 催 化 剂 ， 在 压 力 为 1000psig ， H2/CO=1 ， 温 度 523K-653K内，芳烃是液相的主要产物，随着温度的升高CO转化率上升而芳烃选 择性下降，其认为反应过程为： Mo/HZSM-5上的费托合成生成碳氢化合物是首 先在分子筛孔道内生成了混合醇。
➢ 世界工业生产芳烃是通过芳烃的联合生产装置来完成，主要由石脑油催化重 整装置、汽油裂解加氢装置、转换芳烃装置、分离芳烃装置构成。
➢ 近年来,为了满足芳烃日益增长的需求量,对芳烃生产技术的研究方向主要向 着寻找能够生产芳烃的新型原料来源、提高对二甲苯在芳烃中的产量、以及 降低能耗等方向发展。目前,正在进行广泛研究的原料主要是甲烷和甲醇：
3 研究的方法与思路
研究思路
合 成
CO、H2的活化，CHx的 形成；
气
直
接 一定程度的CHx链增长； 制
取
芳 烃
CHx及链增长中间物种 的脱氢芳构化
多 具有较弱的CHx链增长和加氢能力
功
能 催
具有较少的CO与产物H2O进行水煤 气变换的活性中心；
化
剂 能够将CHx和链增长中间物种或产 期 物及时地进行脱氢芳构化形成芳烃
甲醇芳构化-MTA
(methanol to aromatics)
甲烷芳构化-MDA (Methane Dehydroaromatization)
1 研究的背景与意义
研究背景
➢ 近年来，由于中东高质廉价石油的大量开采，美国的页岩气革命，也由 于费托反应合成汽油的高投入，低产出，由反应气直接合成汽油已不存 在经济价值， 除了有特殊条件的国家如南非。然而从合成气合成其他较 高级的化工原料如烯烃，芳烃等却具有很高的附加值，因而目前人们对 费托合成的研究主要侧重在合成较高级的化工原料，如芳烃
提高芳烃 的选择性
反应稳定性 防积碳
合成气直接合成 芳烃
HZSM-5分子筛结构特征、Fe和Mo 活性物种在分子筛上的落位与芳烃 形成、分布间的构效关系
4 实验计划与方案
实验计划
拟解决的问题
➢ 设计一个具有双金属活性组分的Fe-Mo/HZSM-5分子筛催化剂来研究合成气 直接转化制芳烃过程中涉及的催化现象与规律：
合成气两段法制芳烃，是在两个反应器中，分别采用甲醇脱水催化剂、芳构化催 化剂，一段将合成气转化为二甲醚，二段将二甲醚转化为芳烃。合成气一步直接 转化为二甲醚，可获得较高的CO单程转化率。与间接法甲醇制芳烃(MTA)相比， 由于省去了甲醇至二甲醚转化的步骤，可进一步简化总的反应过程，不仅减轻了 二段催化剂的负荷，而且降低能耗和产品成本，经济上将更为合理。
MTA
甲醇
芳
合成气
二甲醚 DMTA
香 族
CO + H2
芳构化
化
甲烷
合
烯烃 芳构化
物
尽管在形式上实现了合成气“直接”制芳烃的过程，然而从其本质上看仍是 以甲醇、二甲醚或烯烃为中间产物“间接”合成芳烃。
1 研究的背景与意义
研究背景
合成气直接制芳 烃的反应原理
CO H2 CH2 M
CH3 (CH2)n CH
2 研究的目标与内容Βιβλιοθήκη Baidu
研究目标
➢ 获得较高的CO转化率和芳烃选择性； ➢ 反应产物有水相、油相和气相，准确地分离和分析目标产物 ➢ 解决催化剂易失活的问题，保证反应稳定性 ➢ 设计及制备多功能催化剂 ➢ 探索并确定合成气直接生成芳烃反应的最优预处理条件及反应条件
2 研究的目标与内容
研究内容
➢ 多功能催化剂的制备和改进； ➢ 利用不同的表征方法对催化剂进行表征，分析催化剂的性能； ➢ 探究不同预处理条件及反应条件对催化剂性能的影响； ➢ 研究载体对复合催化剂催化性能的影响；构效关系如HZSM-5型分子筛的结构
[5]Liu, Shetian, Amit C. Gujar, Peter Thomas, Hossein Toghiani, and Mark G. White. Applied Catalysis A: General 357, no. 1 (2009): 18-25.
1 研究的背景与意义
研究现状
后期可考虑引入金属离子改变分子筛的酸性和芳构化能力； ⑥ 查找产物标准峰，气相产物有气相色谱在线分析，液相产物色谱离线分析；
3 研究的方法与思路
拟解决的问题
提高CO 转化率
Fe、Mo活性物种类型及在其反 应过程中的变化规律
此后，Haw和Huang[2]在1981年用“二段法”，即将费托催化剂和HZSM-5分子筛 置于两个反应器中，一氧化碳和氢气在含有费托催化剂的第一个反应器中反应， 产物进一步通过含有ZSM-5分子筛的第二个反应器，生成较高辛烷值汽油。此种 方法可克服“一段法”的部分缺点，但费托合成的一次反应产物烯烃不能被分子 筛及时转化为芳烃，以致在二次反应中被部分加氢生成烷烃，所以产物分布仍基 本遵循费托合成的分布规律。
特征（硅铝比、结晶大小、微孔和介孔的孔道结构），活性物种的类型与在分 子筛上的落位对催化剂性能，特别是对产物芳烃的类型与分布的影响规律
3 研究的方法与思路
研究方法
研究方法： a) 通过对复合催化剂在CO加氢在直接合成芳烃中遇到的困难进行原因分析找出
研究的关键问题。
b) 通过共沉淀法或浸渍法制备Fe基催化剂，再利用离子交换法合成金属/分子筛 催化剂。用不同的载体负载铁或不同金属（如Mo，Zn，Ga）改性的ZSM-5型 分子筛以解决对上述问题。探究不同载体对催化性能的影响并对催化剂进行 表征，在固定床反应器上对催化剂催化性能进行评价。
➢ 我国富煤贫油少气的资源特点，决定煤炭在未来相当长一段时间内在我 国能源领域占主导地位，因此从煤炭出发，寻求制取芳烃的新工艺具有 重要意义；从煤出发，甲醇、甲烷、直链烷烃等均需由合成气制得，合 成气制芳烃可简化反应步骤，具有重要意义；
合成气直接合成芳烃
1 研究的背景与意义
研究背景
合成气直接合成芳烃
4 实验计划与方案
实验方案拟解决的问题
（1）实验原料 HZSM-5分子筛从具有系列硅铝比、系列粒径大小的分子筛的公司直接购买； 如Zeolyst International、国内的南开大学催化剂公司； Mo的前躯体为四水七钼酸铵，而Fe的前躯体为铁的可溶性硝酸盐，九水硝酸铁和 六水硝酸亚铁。 气体:H2/CO/N2 CH4/H2 N2 （2）催化剂制备 Fe-Mo/HZSM-5 采用1）共浸渍法 2）顺序浸渍法 3）离子交换法 + 浸渍法 活化条件：多种活化方式对比 a.反应温度250~400℃；b.压力0.1~2Mpa ；c.H2/CO比例（4:1~1:1）；d.反应空速 。
➢ 由于近几年市场对苯乙烯的需求量逐年增加，使苯的需求量也激增。甲苯 主要通过用于歧化反应生产苯和二甲苯，通过脱烷基反应成产苯。二甲苯 主要用于生产聚酯纤维、薄膜和涤纶，同时也作溶剂广泛用于油漆、涂料 行业中。其中对二甲苯（PX）是生产精对苯二甲酸（PTA）主要原料。
1 研究的背景与意义
研究现状
文献综述 1979年Chang[1]首次提出将HZSM-5分子筛催化剂与费-托合成催化剂Fe/Zr混合， 利用ZSM-5独特的孔结构，将费一托合成产物中的低碳烯烃直接转化为芳烃， 生产高辛烷值汽油，称为“一段法”。但费-托催化剂通常比HZSM-5失活快， 二者活化处理要求不同。
[3]Varma, R. L, Jothimurugesan, K, Bakhshi, N. N, Mathews, J. F, Ng, S. H. (1986). The Canadian Journal of Chemical Engineering, 64(1), 141-148. [4]王德生, 曾海生, 关乃佳. 催化学报 23.4 (2002): 333-335.
1 研究的背景与意义
研究现状
1985年R.L.VARMA等[3]制备的Co-Ni/ZrO2和HZSM-5组成的复合催化剂在101.3Kpa ，523K，H2/CO=1的条件下，CO转化率由62%于一小时后降为21%，芳香族产物 以甲基取代苯和乙基苯为主
南开大学的关乃佳课题组[4]将F-T合成Fe基化剂与芳构化分子筛催化剂混合研磨压 片 制 成 混 合 催 化 剂 Fe/MnO-ZnZSM-5 ， 在 V(CO) ： V(H2) ： V(Ar)=3 ： 6 ： 1 、 SV=1600 h-1．P=1.1 MPa，T=543 K的条件下，CO转化率可达到98.1%，芳烃产物 选择性可高达53.1%，催化剂运行60 h后，CO转化率仅降低0.5%
[1]Chang, Clarence D, William H. Lang, and Anthony J. Silvestri. Journal of Catalysis 56.2 (1979):268-273. [2]Huang, T. J, and W. O. Haag. Catalyst Activation of Carbon Monoxide 152 (1981).
M
C2=~C4= ②
①
③
C3-C4 Paraffins
C1-C2 Paraffins C6-C8 olegomer
Alkyl Aromatics
CH4
④
⑥
Naphthenes ⑤ C6-C8 Aromatics
C2-C4轻烯通过①裂解反应生成甲烷或乙烷②直接氢转移生成丙烷或丁烷。③聚合 反应生成不饱和齐聚物,该齐聚物经过④环化反应生成环烷烃，环烷烃经过⑤氢转移 反应生成C6-C8芳烃,芳烃经过⑥烷基化反应生成烷基芳烃。
山西煤化所谭猗生等[5]采用两个等压串联连续流动固定床反应器由合成气制芳烃， 在H2/CO=2、压力为2MPa，空速500h-1;一段以Cu/zn/Al2O3和γ-Al2O3复合为催化剂， 300℃将合成气变为二甲醚，二段以MnCl2/HZSM-5为催化剂，360℃制得芳烃。CO 转化率达80％，芳烃选择性为86％左右。
望
催化剂 概念图
① 抑制CH4、CO2和高碳烷烃的生成，提高芳烃选择性 ② 避免发生过度链增长和CH4的形成，中间产物及时
转化为芳烃
3 研究的方法与思路
研究思路
① 选用具有加氢能力链增长能力均较弱的Fe作为费托合成的催化中心，用于活化 CO和H2，使之形成CH2基团并进行一定程度的链增长;
② 拟采用Mo的碳化物作为脱氢（芳构化）的活性中心； ③ 提高反应稳定性；抑制积碳 ④ 费托合成是放热反应，升高温度不利于提高CO转化率，而芳构化反应需要高
硕士研究生开题报告
--合成气直接制芳烃
汇报人：
汇报提纲
1
研究的背景及意义
2
研究的目标及内容
3
研究的方法及思路
4
实验计划及方案
1 研究的背景与意义
研究背景
➢ 芳烃是芳烃是重要的石油化工基础原料,其中苯(Benzene),甲苯(Toluene)和 二甲苯(Xylene)的生产规模仅次于乙稀和丙稀,是重要的一级有机化工原 料,其衍生物主要用于合成纤维、橡胶以及各种精细化学品
1 研究的背景与意义
研究现状
日本东京大学将甲醇脱水催化剂Pd/SiO2与芳构化催化剂H-M型ZSM-5混合制成 Pd/SiO2-ZSM-5催化剂，在354℃、H2/CO=2、20kgf/cm2下，将合成气直接转化为 芳烃，芳烃收率为51.2%，其认为反应过程为：脂肪族烃在甲醇催化剂上氢化成 烯烃，烯烃是生成芳烃的中间产物，最后芳烃产物在沸石上同甲醇发生甲基化反 应。
① Fe-Mo/HZSM-5催化剂的活化方式及反应过程中活性物种的类型 ② Fe-Mo/HZSM-5催化剂的制备方法及催化性能的评价
➢ 以提升芳烃选择性为目标，借助现代表征手段及实验设计来阐明双金属分子 筛催化剂对合成气转化、芳烃形成及产物分布（选择性）的作用机制：
① 分子筛的结构特征及Fe、Mo组分在分子筛上的落位与催化剂的催化性能之间的构效 关系
1 研究的背景与意义
研究意义
➢ 芳烃是非常重要基础有机的化工产品，其年产量仅次于乙烯和丙烯，可作 为原料广泛应用于建材、医药、日化用品、能源等行业。其中苯、甲苯和 二甲苯（BTX）及其衍生物为一级化工原料，市场需求量巨大。
➢ 苯的主要用途有两个，一是制苯乙烯，制得的苯乙烯又可通过聚合制得聚 苯乙烯；二是通过加成反应制备环己烷，再由环己烷氧化制的环己酮，最 终制得尼龙。
[6] Zhang, Qingde, Yisheng Tan, Caihong Yang, Hongjuan Xie, and Yizhuo Han. Journal of Industrial and Engineering Chemistry 19, no. 3 (2013): 975-980.
Shetian Liu 等[5] 使 用 Mo/HZSM-5 催 化 剂 ， 在 压 力 为 1000psig ， H2/CO=1 ， 温 度 523K-653K内，芳烃是液相的主要产物，随着温度的升高CO转化率上升而芳烃选 择性下降，其认为反应过程为： Mo/HZSM-5上的费托合成生成碳氢化合物是首 先在分子筛孔道内生成了混合醇。
➢ 世界工业生产芳烃是通过芳烃的联合生产装置来完成，主要由石脑油催化重 整装置、汽油裂解加氢装置、转换芳烃装置、分离芳烃装置构成。
➢ 近年来,为了满足芳烃日益增长的需求量,对芳烃生产技术的研究方向主要向 着寻找能够生产芳烃的新型原料来源、提高对二甲苯在芳烃中的产量、以及 降低能耗等方向发展。目前,正在进行广泛研究的原料主要是甲烷和甲醇：
3 研究的方法与思路
研究思路
合 成
CO、H2的活化，CHx的 形成；
气
直
接 一定程度的CHx链增长； 制
取
芳 烃
CHx及链增长中间物种 的脱氢芳构化
多 具有较弱的CHx链增长和加氢能力
功
能 催
具有较少的CO与产物H2O进行水煤 气变换的活性中心；
化
剂 能够将CHx和链增长中间物种或产 期 物及时地进行脱氢芳构化形成芳烃
甲醇芳构化-MTA
(methanol to aromatics)
甲烷芳构化-MDA (Methane Dehydroaromatization)
1 研究的背景与意义
研究背景
➢ 近年来，由于中东高质廉价石油的大量开采，美国的页岩气革命，也由 于费托反应合成汽油的高投入，低产出，由反应气直接合成汽油已不存 在经济价值， 除了有特殊条件的国家如南非。然而从合成气合成其他较 高级的化工原料如烯烃，芳烃等却具有很高的附加值，因而目前人们对 费托合成的研究主要侧重在合成较高级的化工原料，如芳烃
提高芳烃 的选择性
反应稳定性 防积碳
合成气直接合成 芳烃
HZSM-5分子筛结构特征、Fe和Mo 活性物种在分子筛上的落位与芳烃 形成、分布间的构效关系
4 实验计划与方案
实验计划
拟解决的问题
➢ 设计一个具有双金属活性组分的Fe-Mo/HZSM-5分子筛催化剂来研究合成气 直接转化制芳烃过程中涉及的催化现象与规律：
合成气两段法制芳烃，是在两个反应器中，分别采用甲醇脱水催化剂、芳构化催 化剂，一段将合成气转化为二甲醚，二段将二甲醚转化为芳烃。合成气一步直接 转化为二甲醚，可获得较高的CO单程转化率。与间接法甲醇制芳烃(MTA)相比， 由于省去了甲醇至二甲醚转化的步骤，可进一步简化总的反应过程，不仅减轻了 二段催化剂的负荷，而且降低能耗和产品成本，经济上将更为合理。
MTA
甲醇
芳
合成气
二甲醚 DMTA
香 族
CO + H2
芳构化
化
甲烷
合
烯烃 芳构化
物
尽管在形式上实现了合成气“直接”制芳烃的过程，然而从其本质上看仍是 以甲醇、二甲醚或烯烃为中间产物“间接”合成芳烃。
1 研究的背景与意义
研究背景
合成气直接制芳 烃的反应原理
CO H2 CH2 M
CH3 (CH2)n CH
2 研究的目标与内容Βιβλιοθήκη Baidu
研究目标
➢ 获得较高的CO转化率和芳烃选择性； ➢ 反应产物有水相、油相和气相，准确地分离和分析目标产物 ➢ 解决催化剂易失活的问题，保证反应稳定性 ➢ 设计及制备多功能催化剂 ➢ 探索并确定合成气直接生成芳烃反应的最优预处理条件及反应条件
2 研究的目标与内容
研究内容
➢ 多功能催化剂的制备和改进； ➢ 利用不同的表征方法对催化剂进行表征，分析催化剂的性能； ➢ 探究不同预处理条件及反应条件对催化剂性能的影响； ➢ 研究载体对复合催化剂催化性能的影响；构效关系如HZSM-5型分子筛的结构
[5]Liu, Shetian, Amit C. Gujar, Peter Thomas, Hossein Toghiani, and Mark G. White. Applied Catalysis A: General 357, no. 1 (2009): 18-25.
1 研究的背景与意义
研究现状