丙烷氧化脫氫制丙烯的研究.pdf

1、丙烷脫氫過(guò)程分為氧化脫氫過(guò)程和直接脫氫過(guò)程。丙烷直接脫氫生產(chǎn)丙烯雖已實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化,但丙烷轉(zhuǎn)化率受平衡限制而難以提高；而且催化劑失活很快,再生頻繁,耗費(fèi)大量能源。丙烷氧化脫氫是用較低溫度下的放熱反應(yīng)代替高溫下的吸熱反應(yīng),可大大降低能耗。由于不受熱力學(xué)平衡的限制,反應(yīng)可以在催化劑不積炭條件下進(jìn)行,避免了催化劑的反復(fù)再生,降低了設(shè)備投資。因此開(kāi)發(fā)高活性、高丙烯選擇性的催化劑是該技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵問(wèn)題,成為近幾年來(lái)研究的熱門(mén)課題。
　　目前，

2、還沒(méi)有研制出高選擇性的丙烷氧化脫氫制丙烯的催化劑，正是基于這種考慮，本文主要進(jìn)行了丙烷氧化脫氫制丙烯催化劑的研究，研制出了三個(gè)系列的丙烷氧化脫氫制丙烯的催化劑，期望獲得高的選擇性和轉(zhuǎn)化率。
　　本文首先對(duì)丙烯的研究進(jìn)展進(jìn)行了論述，分析了一些丙烯生產(chǎn)方法的利弊，介紹了丙烷氧化脫氫生產(chǎn)丙烯的方法，并對(duì)丙烷氧化脫氫生產(chǎn)丙烯的常用催化劑進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹，同時(shí)提出了合成催化劑的新思路。本文的催化劑研究分為三個(gè)系列：W-Ce-O催化劑、M

3、o-Ce-O催化劑、VPO催化劑。
　　W-Ce-O催化劑用于丙烷氧化脫氫方面還未見(jiàn)報(bào)道，本文創(chuàng)造性的把W-Ce-O催化劑應(yīng)用于丙烷氧化脫氫制丙烯。并且研究了負(fù)載型W-Ce-O催化劑的制備方法、負(fù)載量、反應(yīng)條件、以及W/Ce比對(duì)催化劑性能的影響。結(jié)果表明此類催化劑對(duì)丙烷氧化脫氫制丙烯有一定的低溫催化性能，但是離工業(yè)化的要求還有一定的距離。
　　本文又研究了Mo-Ce-O催化劑，采用浸漬法制得MoCexOy(x=0.05，0.

4、1，0.15，0.2，0.25，0.3)系列催化劑。然后研究了負(fù)載量、反應(yīng)條件、以及Ce/Mo比對(duì)催化劑性能的影響。同時(shí)，研究了催化劑合成條件（催化劑焙燒溫度、催化劑焙燒時(shí)間）對(duì)催化劑性能的影響。此類催化劑對(duì)丙烷氧化脫氫制丙烯有較好的低溫催化性能。
　　為了進(jìn)一步完善丙烷氧化脫氫催化劑研究體系，本文對(duì)VPO催化劑進(jìn)行了初步研究，提出了一種新型VPO催化劑的制備方法。催化劑采用共沉淀法用五氧化二釩與磷酸合成，并且添加了鈰鋯復(fù)合氧化物

5、作為儲(chǔ)氧材料。并對(duì)催化劑的活性進(jìn)行了檢驗(yàn)，結(jié)果表明這類催化劑沒(méi)有良好的丙烷氧化脫氫性能。
　　另外，本實(shí)驗(yàn)根據(jù)人為非定態(tài)操作技術(shù)和丙烷氧化脫氫制丙稀反應(yīng)的特點(diǎn)，建立了一套用于丙烷氧化脫氫制丙稀周期操作的固定床反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)裝置，與以往丙烷與空氣共進(jìn)料的實(shí)驗(yàn)裝置相比，人為地實(shí)現(xiàn)了氧氣、氮?dú)狻⒈榉謩e進(jìn)料，從而實(shí)現(xiàn)了丙烷的氧化（同時(shí)也是催化劑的還原）和催化劑的氧化在不同的時(shí)間進(jìn)行，因此實(shí)現(xiàn)了利用催化劑體相的晶格氧氧化丙烷，提高了目標(biāo)產(chǎn)物丙