異丁烷脫氫體系熱力學計算與催化反應條件研究.pdf

1、我國有豐富的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)挖掘價值。但是，我國C4餾分的化工利用率卻只有7.8％，而發(fā)達國家在60％以上，大部分被用作民用液化石油氣燃料，利用率很低，它的下游產品卻依賴國外進口。異丁烷催化脫氫制異丁烯是一個重要的發(fā)展方向，異丁烯目前是我國稀缺，工業(yè)需求增長很快，目前還沒有異丁烷脫氫制異丁烯工業(yè)化生產的相關報道。
　　本論文首先從反應機理出發(fā)，利用化學

2、熱力學的基本原理和文獻數(shù)據，用EXCEL軟件對六個獨立反應進行了詳細的計算，給出了該反應體系的基礎熱力學參數(shù)和反應溫度、壓力、氫氣和異丁烷配比、惰性氣與異丁烷配比對化學反應的影響，預測出了最佳的反應條件:異丁烷脫氫為吸熱反應850K時，應熱效應245kJ/mol，平衡轉化率為80％。提高溫度、降低壓力和氫氣與異丁烷比值可使平衡轉化率提高。本文利用實驗室現(xiàn)有色譜-反裝置系統(tǒng)裝置來進行異丁烷脫氫制異丁烯實驗，全程由計算機控制。分別用多次浸漬

3、法和共混法制備了負載型單載體和雙載體V-Fe-K復合氧化物催化劑，并進行異丁烷催化脫氫反應，以反應溫度和氣體空速為自變量，以異丁烷轉化率、產物選擇性為指標，重點研究了催化劑載體、反應溫度和氣體空速對反應體系的影響。并對主副反應選擇性的分析研究了該反應體系的反應機理和活化能的關系，探討了溫度對選擇性的影響規(guī)律。
　　實驗結果表明，五種催化劑載體的轉化率高低次序為ZSM-5＞γ-Al2O3＞MgO＞TiO2＞SiO2，異丁烯選擇性從大