異丁烷脫氫體系熱力學(xué)計(jì)算與催化反應(yīng)條件研究.pdf

1、我國(guó)有豐富的C4資源，廣泛存在于石油氣、天然氣和裂化氣和其他C4餾分中，其中有40％的異丁烷，具有極大的商業(yè)挖掘價(jià)值。但是，我國(guó)C4餾分的化工利用率卻只有7.8％，而發(fā)達(dá)國(guó)家在60％以上，大部分被用作民用液化石油氣燃料，利用率很低，它的下游產(chǎn)品卻依賴國(guó)外進(jìn)口。異丁烷催化脫氫制異丁烯是一個(gè)重要的發(fā)展方向，異丁烯目前是我國(guó)稀缺，工業(yè)需求增長(zhǎng)很快，目前還沒(méi)有異丁烷脫氫制異丁烯工業(yè)化生產(chǎn)的相關(guān)報(bào)道。
　　本論文首先從反應(yīng)機(jī)理出發(fā)，利用化學(xué)

2、熱力學(xué)的基本原理和文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，用EXCEL軟件對(duì)六個(gè)獨(dú)立反應(yīng)進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算，給出了該反應(yīng)體系的基礎(chǔ)熱力學(xué)參數(shù)和反應(yīng)溫度、壓力、氫氣和異丁烷配比、惰性氣與異丁烷配比對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響，預(yù)測(cè)出了最佳的反應(yīng)條件:異丁烷脫氫為吸熱反應(yīng)850K時(shí)，應(yīng)熱效應(yīng)245kJ/mol，平衡轉(zhuǎn)化率為80％。提高溫度、降低壓力和氫氣與異丁烷比值可使平衡轉(zhuǎn)化率提高。本文利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有色譜-反裝置系統(tǒng)裝置來(lái)進(jìn)行異丁烷脫氫制異丁烯實(shí)驗(yàn)，全程由計(jì)算機(jī)控制。分別用多次浸漬

3、法和共混法制備了負(fù)載型單載體和雙載體V-Fe-K復(fù)合氧化物催化劑，并進(jìn)行異丁烷催化脫氫反應(yīng)，以反應(yīng)溫度和氣體空速為自變量，以異丁烷轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物選擇性為指標(biāo)，重點(diǎn)研究了催化劑載體、反應(yīng)溫度和氣體空速對(duì)反應(yīng)體系的影響。并對(duì)主副反應(yīng)選擇性的分析研究了該反應(yīng)體系的反應(yīng)機(jī)理和活化能的關(guān)系，探討了溫度對(duì)選擇性的影響規(guī)律。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，五種催化劑載體的轉(zhuǎn)化率高低次序?yàn)閆SM-5＞γ-Al2O3＞MgO＞TiO2＞SiO2，異丁烯選擇性從大