异丁烷脱氢制异丁烯铬基催化剂分析研究.doc

中国石油大学(华东) 硕士学位论文异丁烷脱氢制异丁烯铬基催化剂的研究姓名:李颖颖申请学位级别:硕士专业:化学指导教师:王宗廷 201205 摘要异丁烯是重要的基础化工原料和反应中间体,近几年来,异丁烯作为汽油添加剂??的主要成分,对其需求量逐年增加,因此,异丁烷脱氢制异丁烯工艺变的越来越重要。由于异丁烯传统的来源??杂土呀庵埔蚁┖褪?痛呋?鸦??痰母辈??己严重不足,成为制约??生产的瓶颈。因此开展由资源丰富的异丁烷转化为异丁烯的研究一直是石油化工领域的重点课题。线粉末衍射分析?鹠?⑸?璧缇???、?吸脱附表征????程序升温脱附在于催化剂表面上,尚未出现仅. ????澹?掖呋?帘砻孀芩岷?拷螩???/丫. ??催化剂降低,比表面积及活性组分分散度增加。在自行设计制备的微型固定床反应器上对所制备的一系列催化剂进行了评价,发现通过上述较优制备条件得到的催化剂脱氢收率选择性较好,在反应温度??妫?账????保?么呋?猎?.?内脱氢产率都维持在?%以上,催化剂评价效果与催化剂表征结果一致,在后续实验中选用该催化剂考察了炭?后催化活性基本恢复。钾的加入降低催化剂的总酸量,降低了强酸与弱酸比例,提高了催化剂的选择性:而异????????????????????甀?—???????. ???猙???琲. ?甋????????琣???????????????????????. ????????????????????????猙???甋?????????????琗?, ??珺????????????????????.????????甌??????????猙??????????????涨??????????????????????????, ??????疜??籄????????????????????????鎓???????????????????????????????????????????????. ???????????????. ??选题背景烷烃催化脱氢工艺作为一种从低成本饱和烷烃获得烯烃的途径对近代工业发展有注意力主要集中在正丁烷催化脱氢制丁烯和丁二烯上。然而,目前丙烷和异丁烷催化脱氢制丙烯和异丁烯已变得更加重要,丙烯主要用于高分子工业合成高纯度聚丙烯,异丁烯主要用来合成汽油添加剂??和??。???工艺中生产丙烯和异丁烯的能力分烷基脱氢是个吸热过程,需要高温和低压来获得可观的烯烃产量。由于烷烃分子中所有等价的?瓾键都有相同的机会反应,那么预计脱氢反应是没有选择性的。而且,高温反应又有助于裂解生成低烃和焦炭。因此,优异的烷烃脱氢的催化剂不仅要有好的活性和选择性,并且能够有效抑制热裂解反应。而负载型铬基催化剂在烷烃脱氢反应中性能优良,且???疉??催化剂己被???工艺、???ひ占癓??工艺广泛使用。此后,大量关于??/ ??, ??/ ???虲??痁??呋?恋穆畚姆⒈碓谖南咨稀?.?】, 这些研究主要集中在: ??钚晕坏募?ǎ ??制备及预处理对氧化铬形成、活性及选择性第一章绪论烷脱氢工艺工业化的关键所在。??. ??异丁烷脱氢的方法异丁烷脱氢方法如下表??所示,一共有三种脱氢方法,直接脱氢法,氧化脱氢法及膜催化反应。其中直接脱氢法在上世纪八十年代已经实现工业化。无氧脱氢的副反应为: ????÷ ?????—?有氧脱氢副反应为: 噎磷?????痬??????????耰????不受热力学平衡限制,抑制氢解和异构化等副反应;较高空速可减轻催化剂积炭问题。放热反应,脱氢受温度控制,但温度不需要太高。减缓了积炭问题,降低了能耗现状深度氧化严重,难于控制产物分布,催化剂的选择性差。目前采用较为温和的氧化剂??蚴荋?可以缓解异丁烷的深度氧化。??. ??异丁烷脱氢工艺介绍已经工业化的脱氢工艺有????ひ铡????工艺、??工艺、???ひ蘸蚅???第一章绪论由于异丁烷脱氢反应难度很大、工艺条件很复杂,因此,装置投资是很高的。在这五种工艺中, ????????癋??工艺的经验较丰富。在我国这几种脱氢工艺却并未实现工业化,因此,异丁烷脱氢工艺的研究与工业化是亟待解决的问题。我国富含的炼厂气及油田伴生气,而目前主要制约异丁烷脱氢技术工业化的问题是催化剂稳定性差、易积炭失活、使用寿命短等。?中国石油大学?6?硕士学位论文???????第一章绪论?基脱氢催化剂的研究化剂影响很小,这些优点使得世界各国对铬基催化剂的研究经久不衰。而????荆瓵??催化剂对低碳烷烃的脱氢具有较高活性。工业中催化剂载体常用氧化铝,比表面在?到???痝,对于其他的载体如氧化锆, 氧化硅,氧化镁,氧化铈也有详尽的研列?】。氧化铝表面的酸性会产生不利于脱氢的副反应,例如结焦和裂解反应,从而导致催化剂失活。为了克服这些问题,常在催化剂中添加碱物种来调节活性位酸性以提高催化剂抗积炭性能。因此,