负载型La-V-O催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯的研究.pdf

内蒙古大学
硕士学位论文
负载型La-V-O催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯的研究
姓名:阿古拉
申请学位级别:硕士
专业:物理化学
指导教师:胡瑞生
20050101
塑茎查查堂堡:�夹�宪岩弧!R�负载型��猇一�呋�辽媳�檠趸�亚庵票�┑难芯�摘要本文以浸渍法制各了�.��疶��呋�痢Q芯苛舜呋�粮涸亓俊�活性组分负载顺序、活性组分比例对催化剂催化性能的影响。与沉淀�.��������、电导和�表征。实验结果表明催化性能最优��甐�/��催化剂。在���得到其次,本文结合�.�����、��⒌绲冀峁�凸獯呋�跫�下��上的丙烷氧化脱氢制丙烯结果,探讨了�.��疶��呋�辽�最后,本文研究了���/�糹催化剂。发现�.���链呋�丙烷氧化脱氢制丙烯是利用天然气、油田气和炼厂气的一个重雾课题。由于丙烯的活性高于丙烷,所以在高温时产物丙烯很容易先于丙烷与氧气反应形成�。,导致丙烯选择性下降。为了克服此缺点,研制高选择性丙烷氧化脱氢制丙烯催化剂具有十分重要的意义。法和机械混合法制备的催化剂进行了比较。并进行了����、化的催化剂是用浸渍法制备的��%的丙烷转化率和�%的丙烯选择性。丙烷氧化脱氢制丙烯反应的活性氧物种。剂具有很好的丙烯选择性。关键词:丙烷,氧化脱氢,浸渍法,�.��疶���跷镏郑�惩�
一——第一章绪论��丙烷氧化脱氢反应简介生产路线来生产丙烯,其中以廉价的丙烷为原料,通过氧化脱氢制得高价值的丙烯一这一途低�∞�】,因此开发高活性,����缘拇呋�潦歉眉际趿煊虻墓丶�侍狻�塑茎查查堂婴主兰垡堡苎丙烯是生产石油化工产品的基本原料之一,其消耗量仅次于乙烯。据统计,��年全球丙烯需求量约��万吨,其中用于聚丙烯为�%,其他衍生物丙烯腈、羰基合成醇、环氧丙烷、异丙苯分别为�%、�ァ�%、�ァ1�┬枨笠阅昃�.�ニ俾实菰觯�殉��蚁┰龀ぢ剩�据估计��年丙烯需求量将达到��万吨�】。工业上,丙烯是通过丙烷的热裂解,或通过粗汽油的水蒸汽裂解获得的�,�俊=�昀矗�孀疟�┬枨罅康牟欢显黾樱�嗣鞘酝佳罢倚碌�径逐步受到了人们的重视�,�俊�传统的丙烷脱氢反应是热裂解反应:������△,�������.��痶���鳎珿。�����.�丙烯的选择性为�~�%,收率为���%��8梅从κ苋攘ρ�胶獾南拗疲�Q瓜��。��平衡转化率为�%,���逼胶庾;�饰��プ笥摇NA嘶竦媒细叩谋�樽;�剩�从ξ�度~般控制在���以上【�俊5ǚ从ξ露纫坏┕�撸�岬贾卤�榈纳疃攘呀夂蜕疃韧亚馐贡�烯的选择性降低。同时催化剂表面很容易积碳,导致催化剂失活,因此催化剂需不断再生处理。另一方面,此反应为吸热反应,所以能量消耗很大�,�俊�丙烷氧化脱氢反应提供了另一条由丙烷和空气反应生成丙烯的路线【��8梅从�杀硎�为:△�。����—����/���鳎珿。。��������由于反应中有水生成,反应放热,不受热力学限制,而且反应所需温度也大大降低,一般在����。�M�庇捎谘醯拇嬖冢��冀仙伲��遣�锉�┤菀咨疃妊趸��佣��┑牟�式��/�����/��!疌����
堕茎直查兰堕主堂垡丝苎————————————————————一��丙烷氧化脱氢反应机理被大家普遍接受的低碳烷烃的氧化脱氢机理,同样也适用于丙烷氧化脱氢反应,但在不同的催化剂体系中,丙烷氧化脱氢反应机理也各不相同,但概括起来丙烷氧化脱氢反应机理大体有两种:①自由基反应机理���������������������②��—������机理����÷��������獇������—��—�������在自由基反应机理中【�~����橹幸桓鯟�键断裂形成吸附的丙基自由基,然后丙基自由基再断裂终端�瓾键形成丙烯,其中形成丙基自由基的步骤是速控步。在该反应过程中,还存在其它的链增加和链终止步骤,生成�、������和��取�������热巳衔#�丙烷中第一个�狧键均匀������狭焉�杀��杂苫����疌���蔷��������断裂生成正碳离子������或负碳离子������。正碳离子在酸性催化剂上出现,而负碳离子在碱性较强的催化剂上生成。����机理,即氧化还原机理是另一种被广泛接受的机理。此机理特别适用于过渡金属氧化物催化剂上的氧化反应��俊T谘趸�乖��碇校�鹗粞趸�锏难醪渭臃从Γ�从丙烷取出一个氢,氧化反应物,然后,从催化剂表面以脱水的形式离开的同时催化剂被还原。该还原状态的催化剂在气相氧中重新被氧化。在反应机理表达式中�和�直鸫�硌�化位和还原位。��1砻嬷屑涮澹��芎芸旌捅砻嫜趸蚱�嗦确从Γ��蒀����2煌��化位,如�,��胁煌�姆从ρ≡裥浴U饪赡苁堑脱趸��砻婢Ц裱醪迦胛唤仙伲�蚴�电子富集在表面,金属氧之间的作用和高氧化态的金属氧不同的原����以上两种反