文档介绍：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┑、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,,本文研究了/糹催化剂。、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┬┰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应机理存在的条件不同。自由基反应机理主要存在于气相,而氧化还原机理主要存在于催化剂表面。对于以下进行的丙烷氧化脱氢反应,一般均相自由基反应可÷稨—!
.——丙烷氧化脱氢反应催化剂体系堕茎直查兰翌主兰竺笙苎钒基催化剂大体上可分为—呋梁透涸匦头盎呋痢甇催化剂具有较高忽略。当反应温度较高时,气相反应所占比例较大。等檠趸亚夥从χ械多相反应和均相反应进行研究后发现,多相反应的温度比均相反应的温度低左右。而这种差别在很大程度上和丙烷与氧的比例有关【俊T诘吞纪樘难≡裱趸校豢杀苊獾拇在着多相催化反应和均相催化反应【,N南譡衔K堑墓餐饔糜欣谔岣呦┨氖率。对丙烷氧化脱氢反应机理的研究当中,另一个值得注意的问题是氧物种的作用问题。氧气通过在催化剂表上活化吸附,获得催化剂中的电子,形成‘、!’、。等氧物种。大多数人认为晶格氧思趸蚯叛是参与丙烯生成的活性氧物种,而可脱附氧主要导致深度氧化俊=徊窖芯咳衔1橥亚