新型介孔Cr-MSU-1催化劑上CO2氧化丙烷脫氫制丙烯反應(yīng)的研究.pdf

1、丙烷氧化脫氫工藝是丙烯增產(chǎn)的重要技術(shù)之一,以CO2為溫和氧化劑不僅能夠促進(jìn)丙烷轉(zhuǎn)化,同時(shí)能夠抑制積碳的生成。而介孔材料因其優(yōu)異的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在催化領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本文以介孔材料MSU-1為載體,負(fù)載活性物種Cr,制備了催化劑Cr／MSU-1,并對(duì)其在COz氧化丙烷脫氫反應(yīng)中的催化行為進(jìn)行了考察。主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下:
　　 (1)考察了不同pH環(huán)境下合成的MSU-1載體對(duì)Cr／MSU-1在CO2氧化丙烷脫氫反應(yīng)中的催化性能影響

2、。當(dāng)pH值為3.52左右時(shí),合成出的載體效果最好。同時(shí)比較了不同方法制備的Cr／MSU-1催化劑,尤以等體積浸漬法的催化效果最高。
　　 (2)針對(duì)實(shí)際工業(yè)原料氣的為多種低碳烷烴混合物的現(xiàn)狀,本文模擬來(lái)了在原料氣中加入乙烷對(duì)丙烷脫氫的影響規(guī)律,考察了Cr／MSU-1催化劑對(duì)原料氣的適應(yīng)性。結(jié)果顯示當(dāng)丙烷與乙烷體積比為3／2,總烷烴與CO2體積比1／3時(shí)丙烯及總烯烴收率在達(dá)到最大值,分別為37.8％,40.0％。在此比例下,溫度與

3、空速影響同單一烷烴的規(guī)律類似,最佳反應(yīng)溫度與空速分別為650℃和8400 mL·h-1·g-1,此時(shí)烯烴收率達(dá)到分別為45.3％、46.1％。
　　 (3)針對(duì)工業(yè)反應(yīng)器設(shè)計(jì)的基本要求,進(jìn)行了CO2氧化丙烷脫氫反應(yīng)本征動(dòng)力學(xué)研究,以Langmuir-Hinshelwood機(jī)理和速率控制步驟理論提出模型,CO2氧化丙烷脫氫反應(yīng)的速率方程為:
　　 通過(guò)參數(shù)估值與模型檢驗(yàn)證明以表面反應(yīng)為速率控制步驟的模型與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致性較高