生物異丁醇脫水制異丁烯催化劑的研究.pdf

1、生物異丁醇是一種新生代的生物質(zhì)能源，用生物異丁醇脫水制異丁烯成為異丁烯生產(chǎn)的又一途徑。此法制異丁烯有較好的醇脫水制烯烴的技術(shù)支撐，且反應(yīng)產(chǎn)物大部分是水，對(duì)環(huán)保起到了積極的促進(jìn)作用。
　　 本文對(duì)不同種類催化劑的篩選，找到合適的催化劑種類;通過沉淀法合成所需催化劑;對(duì)活性氧化鋁催化劑通過負(fù)載過渡金屬進(jìn)行改性，篩選適宜負(fù)載金屬種類，并考察合適金屬負(fù)載量，提高催化劑水熱穩(wěn)定性;通過固定床微反評(píng)價(jià)裝置對(duì)所制催化劑進(jìn)行異丁醇脫水制異丁烯催

2、化性能評(píng)價(jià);通過GC-7890Ⅱ氣相色譜儀對(duì)反應(yīng)氣相產(chǎn)物進(jìn)行在線分析，通過微量水分測(cè)定儀測(cè)定液相產(chǎn)物中生成水的量，最后計(jì)算得到各催化劑對(duì)異丁醇的轉(zhuǎn)化率及異丁烯的選擇性;通過管式爐裝置對(duì)催化劑進(jìn)行水熱老化反應(yīng)，考察催化劑的水熱穩(wěn)定性;采用XRD、BET、NH3-TPD和吡啶紅外等表征手段對(duì)催化劑進(jìn)行表征。研究的主要內(nèi)容和所得結(jié)果如下:
　　 1、通過異丁醇脫水制異丁烯反應(yīng)對(duì)不同種類催化劑進(jìn)行反應(yīng)性能評(píng)價(jià)，可知活性氧化鋁催化劑具有較

3、好的脫水反應(yīng)性能。對(duì)不同溫度焙燒制得的活性氧化鋁催化劑進(jìn)行了脫水反應(yīng)性能評(píng)價(jià)，結(jié)果表明500℃焙燒得到的活性氧化鋁催化劑對(duì)醇脫水的催化性能最好。
　　 2、用500℃焙燒制得的催化劑500-Al2O3對(duì)異丁醇脫水制異丁烯進(jìn)行反應(yīng)條件考察，得到最佳反應(yīng)條件為常壓、反應(yīng)溫度為270℃、異丁醇液時(shí)空速為0.21h-1和載氣流量為60ml·min-1;此反應(yīng)條件下，經(jīng)過了300h的連續(xù)脫水反應(yīng)評(píng)價(jià)，結(jié)果表明500-Al2O3催化劑的催化

4、活性很好，穩(wěn)定性可以滿足連續(xù)異丁醇脫水反應(yīng)要求。
　　 3、通過沉淀法合成擬薄水鋁石，進(jìn)一步焙燒制得活性氧化鋁催化劑，適宜的合成條件為:pH值為9.0，反應(yīng)溫度為30℃，Al(NO3)3/NH4HCO3的適宜摩爾比為1/0.5，司班20、活性炭等助劑有利于提高活性氧化鋁的比表面積，所制得擬薄水鋁石經(jīng)500℃焙燒后得到的γ-Al2O3比表面可達(dá)到356m2·g-1，其酸量可達(dá)到0.6042mmol·g-1。
　　 4、BE

5、T和NH3-TPD結(jié)果表明，活性氧化鋁催化劑的比表面和酸量都隨著焙燒溫度的升高而先升高后降低，500℃最佳。吡啶紅外表征結(jié)果表明，500℃焙燒擬薄水鋁所得500-Al2O3催化劑表面酸絕大部分為L(zhǎng)酸。
　　 5、對(duì)氧化鋁載體負(fù)載不同金屬進(jìn)行改性，通過水熱處理考察改性后的水熱穩(wěn)定性，并對(duì)合適金屬負(fù)載量進(jìn)行考察，以提高催化劑的水熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明，當(dāng)La、Ce、Mo、Ni和Bi摻入量均為5％時(shí)，摻Ni后的γ-Al2O3的水熱穩(wěn)定性最