甲烷无氧芳构化反应器及催化剂积炭的研究进展

袁
钊， ： 等 甲烷无氧芳构化反应 器及 催化剂积炭 的研究进展
・ １・ ２
催化循环。
Ｉ． 属钼类碳 烯 中 间物 Ｍｏ 。 Ｈ 通 过卡 宾 Ｉ金 Ｉ Ｏ ＝Ｃ ２
中图分类号 ：Ｅ６６ Ｔ ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ８－ ２ Ｘ（０ ２ ０ １０ ０ １ ２ １ ） １－０２ ０ ０ ０— ５
Ｐ ｏ ｅｓｉ ｅ ｃｏ ｎ ａａｙｔＣ ｋ ｆ ｔａ ｅ ｒ ｃｓ Ｒ ａ ｔｒａ ｄ Ｃ ｔｌｓ ｏ ｅｏ ｈ ｎ ｎ Ｍｅ
作者简介 ： （ ９６ ） 硕士研究生 ， 袁钊 １８ 一 ， 主要从 事多相催 化及化工工 艺开发 ； 陆江银 ， 士 ， 博 副教授 ， 主要从 事清洁能源 的 加 工及 多相催化转化 ， 通讯联 系人 ： ｍａ ｉ ｌ＠ｘ ．ｄ ．ｎ Ｅ— ｉｙｎ ｕ ｊ ｅｕ ａ 。 ｌ ｇ ｕ
第 １ 期
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２ ・ Ｏ
山 东 化 工 Ｓ Ａ Ｄ Ｎ Ｈ ＭＩＡ Ｄ Ｓ Ｒ Ｈ Ｎ ０ Ｇ Ｃ Ｅ Ｃ ＬＩ Ｕ Ｔ Ｙ Ｎ
２１ 第４ ０２年 １卷
４ 专论与综述 ３
— ６ １ ， １ ， Ｊ —≯ ｂ１
甲烷无氧芳构化反应器及催化剂积炭的研究进展
袁 钊， 陆江银
８０４ ） ３０６ （ 新疆 大学 石 油天然 气精 细化 工教育 部重 点实验 室 ， 新疆 乌鲁木 齐
仅缓解 了石油资源 的短缺 ， 而且还提高 了天然气 的
Ｍ Ｏ 相互作用引起极化 。 ｏ
Ｉ 极化的甲烷分子与 Ｈ Ｓ ５ Ｉ ． Ｚ Ｍ一 分子筛的质子
利用效率。
１ 甲烷 无氧 芳构化 的反应 机理
收稿 日期 ：０ １—１ ０ ２１ １— ４
酸中心相互作用， 成生成金属钼类碳烯中间物的 构
Ｄ ｈ ｄ ｏ ｒ ｍａｉａｉｎＵｎ ｅ ｅＣ ｎ ｉｏ ｆＯｘ ｇ ｒＦ ｅ ｅ ｙ ｒ ａ ｏ ｔ ｔ ｄ ｒｔ ｏ ｄｔ ｎ ｏ ｙ ｅ ｒｅ ｚ ｏ ｈ ｉ
Ｙ Ａ Ｚ ａ ，Ｌ ｉｎ Ｕ Ｎ ｈ ｏ Ｕ Ｊａ ｇ—ｙｎ ｉ （ ｅ ａ ｏａ ｒ ｏ ｉ Ｇ ｓ ｉｅＣ ｅ ｉ ｌ， ｎｓ ｙｏ ｄ ｃｔ ｎ Ｋ ｙＬ ｂｒｔ ｙ ｆ ｌ ａ ｎ ｈ ｍ ｃ ｓ Ｍｉｉ ｒ ｆ ｕ ａ ｏ ， ｏ Ｏ＆ Ｆ ａ ｔ Ｅ ｉ
年 的 ９ ８％ 上 升 到 目前 的 ２ ． ４％ ，００年 预 计 将 达 ２２ 到２ ９％ ， 为 ２ 世 纪 的主要 能源 ＿ Ｊ 成 １ 】 。 在元 氧环境 下 ， Ｈ Ｃ 的催 化脱 氢芳 构 化 可 以将
ห้องสมุดไป่ตู้
１９ ９ ３年 ， 国科 学家 王林 胜 首 先提 出了 甲烷无 我
其直接转化为高附加值 的液态芳烃产品 ， 同时副产 高纯度的氢气 ， 而后者是炼油厂中重组分加氢的重 要原料 ， 】 更重要 的是 ， 氢气可 以被利用作为燃料
电池 的重 要 原 料 ， 缓 解 日益 严 峻 的 环 境 污 染 问 来 题 Ｊ 。因此 ， 甲烷 无氧芳 构 化显得 格 外有 意义 ， 不
摘要： 综述 了甲烷 无氧芳构化反应 的研究进展 ， 对甲烷无氧芳构化反应机理 、 反应器 的选 择 、 催化剂 的选择 、 化剂积炭失 活与再 催 生等方面做了讨论 ， 对甲烷无氧芳构化 的工艺开发、 对能源利用 、 催化科学均具有重大意义。 关键词 ： 甲烷 ； 无氧芳 构化 ； 催化剂积炭 ； 再生
Ｋｅ ｏｄ ： ｅ ａｅ Ｃ ４ ； ｏ ｙｗ ｒｓｍ ｔ ｎ （ Ｈ ） ｎｎ—ｏｉａｖ ｒｍ ｔａｉ ； ａ ｙｔｏｅ ｒｇｎｒｔｎ ｈ ｘｄｔ ｅａ ａ ｚｔｎ ｃｔ ｓｃｋ ；ｅｅｅａｏ ｉ ｏ ｉ ｏ ｌ ａ ｉ
目 ， 前 随着工业的飞速发展 ， 天然气的生产和消 费持续增长， 在一次能源结构 中的 比例 已经由 １５ ９０
Ｘｎｉ ｇＵ ｉ ｒ ｔ， ｒｍ ｉ ８０ ４ ， ｈｎ ） ｉｊ ｎ ｎｖ ｓｙ Ｕ ｕ ｑ ３ ０ ６ Ｃ ｉａ ａ ｅｉ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｃ ｎ ｌ ｄ ｄ ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｏ — ｏ ｉａ ｉｅ ａ ｏ ｔ ａｉ ｎ ｏ ｔ ａ ｅ ｏ ｈ ｅ ｃｉ ｎ ｓｒ ｃ ： ｏ ｃｕ ｅ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｐ ｏ ｒ ｓ ｆ ｎ ｎ － ｘｄ ｔ ｒ ｍａｉ ｔ ｆ ｍｅｈ ｎ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｔ ｖ ｚ ｏ ｏ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ，ｔ ｅ ｃ ｏｃ ｆ ｅ ｃｏ ｎ ａ ａｙ ｔ ，ｃ ｔｌｓ ｏ ｅ ａ ｄ ｒ ｇ ｎ ｒ ｔ ｎ，ｗ ｉ ｈ ｗｅ ｅ ｓ ｎｆ ａ ｔ ｎ ｃａ ｉ ｍ ｈ ｈ ｉｅ ｏ ａ ｔ ｒａ ｄ ｃ ｔｌ ｓ ｒ ｓ ａ ａｙ ｔ ｋ ｎ ｅ ｅ ｅ ａｉ ｃ ｏ ｈ ｃ ｒ ｉ ｉ ｃ ｎ ｇ ｉ ｉ ｔ ｅ ｆ ｌ ｓ ｏ ｒ ｃ ｓ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ，ｅ ｅ ｇ ｔ ｉａ ｏ ｄ ｃ ｔ ｌｓｓｓ ｉｎ ｅ ｈ ｅｄ ｆ ｏ ｅ ｓｄ ｖ ｌｐ ｎ ｉ ｐ ｎ ｒ ｙ ｕｉ ｚ ｔ ｎ ａ ａａｙ ｉ ｃ ｅ ｃ ． ｌ ｉ ｎ
氧芳构化反应 ， 引起 国内外研究人员广泛关注 。 Ｊ Ｍ ／ Ｚ Ｍ一 催化剂作为该反应的典型催化剂 ， ｏＨ Ｓ ５ 在
研究 甲烷芳 构化 机 理 的过 程 中 ， 究 者通 过 对催 化 研 剂 的表征 ， 注意 了 Ｍｏ 物种 的状 态 和变 化 ， 断 深入 不 地 对机理 进 行 探 讨 ， 论 的焦 点 主要 包 括 ： 性 物 争 活 种、 中间产 物 、 中间产 物生 成 苯 的过 程是否 是酸在起 作 用等 。后 来 徐奕 德 等 研 究 者 采 用 多 种 表 征 手 段 对该反 应机 理进 行 了探 讨 ， 到如 下机理 ： 得 Ｉ甲烷 分 子 中 的 一 个 ｃ —Ｈ 键 与 分 子 筛 孑 道 ． Ｌ