ZnZr/HZSM-5双功能催化剂在合成气与苯烷基化反应中的催化性能

刘海华，李艳春，丁传敏，葛晖，李学宽，张玮

（1 太原理工大学化学化工学院，山西 太原 030024；2 中国科学院山西煤炭化学研究所，山西 太原 030001）

以甲苯、二甲苯为代表的轻质芳香族化合物是石化工业重要的基本有机原料之一，占据了石化工业领域三分之一的市场，特别是对二甲苯[1-3]，被广泛用于生产涂料、染料、树脂、聚酯纤维和农药等，由于其用途广泛，需求量与日俱增。传统的二甲苯主要来自石油馏分催化重整生成油和裂解汽油，但随着石油和天然气资源的严重短缺，通过石油路线得到的二甲苯产量远不能满足市场需求。

合成气是一种以一氧化碳和氢气为主要组分的混合气体，作为碳资源转化利用的枢纽，其来源非常广泛[4]，可从煤、天然气和生物质等非石油类能源当中获取，目前在我国市场廉价易得。合成气作为众多大型化工单元和石化过程的关键中间体，可以生产液体燃料、烯烃、芳烃以及醇类等下游产品。

合成气与苯烷基化制甲苯和二甲苯等轻质芳烃是目前能源领域的研究热点之一，可认为该技术是合成气制甲醇和甲醇与苯烷基化的耦合[5-6]，不仅可以充分利用市场上过剩的苯及合成气资源，更重要的是为有效利用煤代替石油资源生产芳烃产物开辟了一条新兴的工艺路线，具有很高的经济效益，对于缓解芳烃资源短缺具有重要意义。

目前为止，研究者对合成气与苯烷基化反应进行了大量的探索，如Zhao 等[7]采用浸渍法制备了Cu-Al2O3/ZSM-5催化剂并用于苯与合成气烷基化反应，发现增加Cu 含量可以提高催化剂的活性，当Cu质量分数为11%时，苯转化率可以达到16.80%，甲苯和二甲苯总选择性达到80.00%。……