负载型磷钨酸在M15甲醇汽油催化改性中的应用及表征

摘要

甲醇与汽油混合配制而成的甲醇汽油可以有效缓解我国的能源压力，降低我国对石油的依赖程度。然而其中应用最多的M15甲醇汽油挥发性强，使得饱和蒸汽压较高，容易造成汽车和加油设施的气阻问题。通过甲醇汽油蒸馏催化改性技术(即在催化剂作用下对蒸馏得到的甲醇汽油轻组分进行催化反应，经过催化反应转化减少其主要的易挥发组分)，可以降低M15甲醇汽油的饱和蒸汽压，最终达到消除或改善气阻现象的目的。负载型磷钨酸对甲醇汽油催化改性中的醚化、烷基化等反应具有较高的催化活性，因此，本研究采用负载型磷钨酸对M15甲醇汽油轻组分进行催化改性，以达到降低饱和蒸汽压，改善气阻现象的目的。
　　采用气相色谱分析和饱和蒸汽压测定的方法对催化改性效果进行分析评价，通过正交实验和单因素实验，确定了负载型磷钨酸催化剂对M15甲醇汽油轻组分催化改性的工艺条件为：反应温度85℃、空速1.0h-1、压力1.25MPa。
　　通过考察不同制备条件对M15甲醇汽油轻组分催化改性效果的影响，确定了负载型磷钨酸催化剂的最佳制备条件为：负载量30％，焙烧温度300℃。与活性炭和中性氧化铝相比，二氧化硅作为载体的负载型磷钨酸在 M15甲醇汽油轻组分催化改性中具有更好的催化效果。
　　采用锌、镧、锆、钴等助催化剂对载体进行改性，各改性负载型磷钨酸催化剂对M15甲醇汽油轻组分催化改性的效果不同，其中在负载量3%、改性载体焙烧温度550℃条件下制得的镧改性负载型磷钨酸催化剂催化效果最好。与负载型磷钨酸催化剂、D002型及KRM-30型树脂相比，镧改性负载型磷钨酸催化剂催化改性后的M15甲醇汽油的饱和蒸汽压更低，经过检测，其催化改性后的M15甲醇汽油符合山西省地方标准。
　　采用FT-IR、XRD、NH3-TPD、BET等手段对催化剂进行了表征分析，结果表明磷钨酸与载体二氧化硅表面发生了相互作用，磷钨酸的负载量与焙烧温度对磷钨酸在载体上的分散程度具有直接影响，负载量为30%时，负载型磷钨酸催化剂仍能保持高比表面积和介孔结构。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 甲醇汽油开发应用概况

1.3 甲醇汽油的特性

1.4 杂多酸性质、催化性能及树脂催化剂

1.5 研究目的、意义及内容

2 研究思路及分析方法

2.1 研究思路

2.2 M15甲醇汽油催化改性效果分析方法

3 实验部分

3.1 主要试剂与实验仪器

3.2 催化剂的制备

3.3 M15甲醇汽油轻组分的制备

3.4 M15甲醇汽油轻组分催化改性实验

3.5 分析方法

3.6 催化剂的表征

4 M15甲醇汽油催化改性工艺条件的研究

4.1 前言

4.2 正交法考察工艺条件

4.3 单因素法考察工艺条件

4.4 小结

5 负载型磷钨酸催化剂制备条件对催化性能的影响及表征

5.1 前言

5.2 负载型磷钨酸催化剂制备条件对催化性能的影响

5.3 载体的影响

5.4负载型磷钨酸与负载型磷钨酸钠催化性能的对比

5.5 催化剂表征

5.6 小结

6 改性负载型磷钨酸催化剂催化性能研究及表征

6.1 前言

6.2 不同助催化剂对催化剂性能的影响

6.3 助催化剂含量对催化剂性能的影响

6.4 改性载体焙烧温度对催化剂性能的影响

6.5 改性前后负载型磷钨酸催化剂及树脂催化剂催化性能的对比

6.6 催化剂表征

6.7 M15甲醇汽油催化改性前后质量检测

6.8 小结

7 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢