丙烷氧化脫氫制丙烯的研究.pdf

1、丙烷脫氫過程分為氧化脫氫過程和直接脫氫過程。丙烷直接脫氫生產丙烯雖已實現(xiàn)了工業(yè)化,但丙烷轉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,耗費大量能源。丙烷氧化脫氫是用較低溫度下的放熱反應代替高溫下的吸熱反應,可大大降低能耗。由于不受熱力學平衡的限制,反應可以在催化劑不積炭條件下進行,避免了催化劑的反復再生,降低了設備投資。因此開發(fā)高活性、高丙烯選擇性的催化劑是該技術領域的關鍵問題,成為近幾年來研究的熱門課題。
　　目前，

2、還沒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，本文主要進行了丙烷氧化脫氫制丙烯催化劑的研究，研制出了三個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化率。
　　本文首先對丙烯的研究進展進行了論述，分析了一些丙烯生產方法的利弊，介紹了丙烷氧化脫氫生產丙烯的方法，并對丙烷氧化脫氫生產丙烯的常用催化劑進行了較為詳細的介紹，同時提出了合成催化劑的新思路。本文的催化劑研究分為三個系列：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報道，本文創(chuàng)造性的把W-Ce-O催化劑應用于丙烷氧化脫氫制丙烯。并且研究了負載型W-Ce-O催化劑的制備方法、負載量、反應條件、以及W/Ce比對催化劑性能的影響。結果表明此類催化劑對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。然后研究了負載量、反應條件、以及Ce/Mo比對催化劑性能的影響。同時，研究了催化劑合成條件（催化劑焙燒溫度、催化劑焙燒時間）對催化劑性能的影響。此類催化劑對丙烷氧化脫氫制丙烯有較好的低溫催化性能。
　　為了進一步完善丙烷氧化脫氫催化劑研究體系，本文對VPO催化劑進行了初步研究，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，并且添加了鈰鋯復合氧化物

5、作為儲氧材料。并對催化劑的活性進行了檢驗，結果表明這類催化劑沒有良好的丙烷氧化脫氫性能。
　　另外，本實驗根據(jù)人為非定態(tài)操作技術和丙烷氧化脫氫制丙稀反應的特點，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器實驗裝置，與以往丙烷與空氣共進料的實驗裝置相比，人為地實現(xiàn)了氧氣、氮氣、丙烷分別進料，從而實現(xiàn)了丙烷的氧化（同時也是催化劑的還原）和催化劑的氧化在不同的時間進行，因此實現(xiàn)了利用催化劑體相的晶格氧氧化丙烷，提高了目標產物丙