文档介绍：复旦大学
博士学位论文
二氧化碳气氛下乙苯催化脱氢研究
姓名:叶兴南
申请学位级别:博士
专业:物理化学
指导教师:高滋
20040430
摘要苯乙烯是一种重要的基本有机化工原料,广泛应用于生产塑料、树脂和橡胶等。目前,全球苯乙烯年生产能力在万吨以上,其中%以上采用乙苯催化脱氢法生产,该工艺能耗过高、平衡转化率低,寻找新的脱氢工艺很有必要。由于氧气气氛下的乙苯脱氢具有能耗低,不受平衡转化率限制等特点,自从二十研工作者对此倾注了极大的热情。然而,该新工艺对苯乙烯选择性较差,大量的副产物困扰着它成功应用于工业实践。障陆幸冶酵亚猓芎牡停胶转化率高,是近年来的研究热点之一。在催化剂的制各、反应条件的选择和的作用机理等方面前人已做了不少工作,已经认识到该新工艺有可能代替传统的水蒸气气氛下的乙苯脱氢工艺,但尚未找到合适的催化剂。我们在催化材料的选择和合成方法的比较等方面做了一系列工作,提高了对诓煌呋辽系幕罨头从媛傻娜鲜叮:笮难芯抗ぷ魈峁┝嘶≈/的/类水滑石化合物,通过焙烧这些类水滑石前驱体制备了比表面较高和活性物种高度均匀分散的/系催化剂,它们对障碌囊冶脱氢表现出良好的脱氢活性,其中荷盏腗疐呋猎步在//催化剂中加入、和可以显著改善催化剂的脱氢活性。////疘/催化剂表现出最高的催化活性。┑难≡裥晕%。反应开始时,产物中进行趸亚獾耐痹谀持殖潭壬嫌屑虻ネ亚獍樗娣⑸K峒钚圆舛ǚ⑾郑/催化剂中添加”和后,催化剂表面形成丰富的强酸位和中等数量的世纪七十年代发现某些形态的碳对乙苯氧化脱氢表现出良好的催化活性以来,科识。主要的研究内容如下:訬蚇3恋砑粒捎霉渤恋矸ê铣闪薓篎~%。当催化剂的焙烧温度高于保捎贛尖晶石结构进一步完善和强化,导致催化剂的比表面和脱氢活性剧烈下降。在/类水滑石中添加适量的依然可以保持水滑石结构,焙烧后制备的//催化剂具有更高的比表面和更好的反应稳定性。进一的量与苯乙烯的量基本一致,但随着反应的进行,的量减少了%,这说明囊保涞经作嚣、导帅鲻孝斡身全文公布复旦大学博士学位论文摘要
碱性位,有利于乙苯脱氢反应的进行。芯肯允荆琈疐呋林屑尤雤///催化剂的脱氢活性能够基本恢复。≡馛作为活性组分,以蚐T靥澹媒辗ㄖ聘髁烁载型呋痢S霉渤恋矸ê腿芙海悍ㄖ票噶薈和春涎趸催化剂。趍靥迳系姆稚⒚鲋到咏ゲ惴稚⒗%,%,说明制备方法对催化剂的活性有较大影响。催化剂表染郈具有更高的乙苯催化活性,催化剂在障碌囊冶酵亚活性取决于分散相暮俊O蚍从μ逑抵幸肷倭緾,无论是%/时间,乙苯转化率都提高,但是对苯乙烯的选择性则有所降低。蚑的研究结果揭示,在空气气氛下高温焙烧后的催化剂中同时存在和物种,催化剂的脱氢活性与反应前催化剂中含量呈正相关,说明高氧化态的物种可能具有较高的脱氢活性,或者为反应提供了高活性的活性位前驱体。诘诙糠止ぷ鞯幕∩希芯苛嗽诟涸匦虲疉呋林刑砑又梁蜕、、和戎梁螅髯榉志茉贏载体上高度分散。助剂对催化剂活性的影响不同,加入和能有效改善催化剂的活性,疉呋辆哂凶罡叩拇呋钚裕冶阶;屎捅揭蚁┭≡%,明显高于%/催化剂,”后氧化铁物种的还原被抑制,有利于维持催化剂的脱氢活性。再生处理后,而赟系姆稚谥翟对兜陀诘ゲ惴稚⒗砺壑怠疉涸匦痛呋恋脱氢活性比/催化剂高得多,%,相应剂具有更高的催化活性,%,相应的苯乙烯现出最高脱氢活性时慷荚诜稚兄蹈浇得鞔呋帘砻娣稚⑾嗟催化剂还是%冶阶;识加忻飨蕴岣摺L岣叻从ξ露然蛘哐映そ哟量贵金属对其脱氨活性的影响。在%/催化剂中添加サ腃、加入蚙对催化剂的脱氢活性有抑制作用。能是活性提高的主要原因。进一步添加少量贵金属捎行Ц纳拼呋恋耐氢活性,%/疉呋辽系囊冶阶;屎捅揭蚁┭≡裥苑直.%,复旦大学博士学位论文摘要
容易还原为加速逆水煤气反应的进行,促使反应平衡右移;俳二氧化硅、载体、浸渍法、共沉淀法、、复合氧化物、过渡金属氧肿佑氪呋恋难蹩瘴环从Γ钩浯呋恋木Ц裱酰忠冶降难趸亚庋环。男院虷せ乖贾麓呋恋囊冶酵亚饣钚越档汀4呋恋氖Щ钔耆是由于表面积碳引起,再生处理后催化剂的活性可以完全复原。关键词:二氧化碳、乙苯、脱氢、苯乙烯、水滑石、前躯体、氧化铬、氧化铝、化物助剂、。复旦大学博士学位论文
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