丙烯氨氧化制丙烯腈催化劑品格氧瞬變行為及相關(guān)動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、丙烯氨氧化催化劑MB-98用于生產(chǎn)丙烯腈，由于催化劑在貧氧區(qū)導(dǎo)致的晶格氧的失去，引起催化劑活性降低，為了恢復(fù)催化劑活性延長(zhǎng)催化劑使用周期，必須多次再生。因此，開(kāi)展催化劑再生動(dòng)力學(xué)研究，對(duì)提高催化劑再生效果，延長(zhǎng)使用周期，具有重要意義。
　　 首先設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)裝置使催化劑的還原和氧化再生過(guò)程分開(kāi)進(jìn)行。在微型固定床反應(yīng)器中通入氫氣與MB-98催化劑反應(yīng)，通過(guò)控制反應(yīng)時(shí)間，能夠制得部分失活的還原態(tài)催化劑。將此催化劑和熱空氣接觸，在反

2、應(yīng)天平上發(fā)生氧化再生反應(yīng)，測(cè)量其質(zhì)量的變化，可以得到催化劑再生過(guò)程的TG曲線。以此來(lái)考察其補(bǔ)氧過(guò)程的瞬變行為，并進(jìn)一步研究得到了反映反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性的再生機(jī)理模型。
　　 通過(guò)分析不同還原程度的催化劑的TG-DTG的基本特征，解析了TG曲線中兩個(gè)增重區(qū)間的不同意義。研究表明，氧化過(guò)程存在兩種化合反應(yīng)。反應(yīng)之一是Fe2+被氧化，反應(yīng)之二是鉬的低價(jià)氧化物被氧化。并由此確定在還原程度不大的工業(yè)條件下，催化劑補(bǔ)氧再生時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)是Fe

3、2+被氧化的過(guò)程。
　　 通過(guò)考查不同升溫速率的影響，得到了補(bǔ)氧量和氧化溫度隨升溫速率變化的規(guī)律，解釋了補(bǔ)氧速率變化的原因。模擬工業(yè)條件制取部分失活的
　　 催化劑樣品，用近似外推法求得升溫速率無(wú)窮小時(shí)補(bǔ)氧的起始氧化溫度和終止氧化溫度，并得到了最佳的補(bǔ)氧升溫速率10K.min-1。
　　 采用幾種不同的熱分析方法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最終得到MB-98催化劑氧化再生時(shí)的反應(yīng)機(jī)理，即相邊界控制的收縮核模型。其活化能E=11