22714.異丁烷脫氫ptsnγal2o3催化劑的制備及性能研究

1、博士學(xué)位論文異丁烷脫氫Pt—Sn／7一A1203催化劑的制備及性能研究StudiesonthepreparationandperformanceofPtSn／yA1203catalystsforthedehydrogenationofisobutane學(xué)號(hào)：11007092學(xué)科、答辯專業(yè)：日期：大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文摘要隨著異丁烯下游產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)利用，加上異丁烯資源嚴(yán)重

2、匱乏，其產(chǎn)量無(wú)法滿足國(guó)內(nèi)外對(duì)異丁烯曰益增長(zhǎng)的需求。研發(fā)高性能的異丁烷脫氫催化劑，對(duì)我國(guó)石油化工行業(yè)利用C4資源具有重要意義。利用鹽酸回流和氨水沉淀兩種不同方法制得氧化鋁載體，考察了其對(duì)Pt基催化劑脫氫反應(yīng)性能的影響。氨水沉淀法制得載體制備的催化劑具有更小的Pt顆粒度、更弱的酸性分布和更強(qiáng)的抗積炭能力，使得催化劑具有更優(yōu)異的異丁烷脫氫反應(yīng)性能。該催化劑上異丁烷初始轉(zhuǎn)化率為567％，316h后仍能達(dá)到347％，異丁烯初始選擇性為80O％，1

3、68h后維持在935％左右。利用蔗糖裂解法制得覆炭氧化鋁載體，該新型載體能顯著改善催化劑的脫氫選擇性和催化穩(wěn)定性，為高性能脫氫催化劑的研發(fā)提供了新的思路。利用絡(luò)合真空浸漬法制得PtSn—K／丫A1203催化劑，研究了Sn和K助劑對(duì)催化劑脫氫反應(yīng)性能的影響。適量的Sn助劑有利于催化劑表面“PtSnO。A1203”結(jié)構(gòu)的生成，促進(jìn)了異丁烷脫氫反應(yīng)和異構(gòu)化反應(yīng)的發(fā)生，但同時(shí)抑制了裂解反應(yīng)的進(jìn)行。此外，K助劑能中和催化劑表面酸性中心，從而提高催

4、化劑的脫氫選擇性和催化穩(wěn)定性。當(dāng)Sn和K含量分別為15wt％和04wt％時(shí)，催化劑表現(xiàn)出最佳的異丁烷脫氫反應(yīng)性能。該催化劑上異丁烷初始轉(zhuǎn)化率為762％，異丁烯初始選擇性為834％，24h反應(yīng)后異丁烷轉(zhuǎn)化率和異丁烯選擇性分別下降至572％和793％。利用原位再生技術(shù)分析了催化劑在異丁烷脫氫一器內(nèi)再生循環(huán)過(guò)程中的失活特征。原位燒炭再生對(duì)催化劑表面孔結(jié)構(gòu)的影響不大，積炭是脫氫過(guò)程中催化劑失活的主要原因，而Pt燒結(jié)是再生后催化劑活性下降的根本原

5、因。利用單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法研究了工藝條件對(duì)催化劑脫氫反應(yīng)性能的影響。反應(yīng)溫度和氫烴比對(duì)催化劑的反應(yīng)性能有較大影響，而原料氣空速則無(wú)顯著影響。較適宜的反應(yīng)工藝條件為反應(yīng)溫度580oC，氫烴比05：1，原料氣空速視反應(yīng)具體情況而定。利用XRD、UV—VisDRS、H2TPR、NH3TPD、Pyridine—FTIR、XPS及TG等分析手段對(duì)Cr203基催化劑進(jìn)行了表征，探討了K助劑在催化劑脫氫過(guò)程中的作用。K助劑有利于催化劑表