異丁烷脫氫體系熱力學(xué)計算與催化反應(yīng)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(chǎn)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(chǎn)的相關(guān)報道。
　　本論文首先從反應(yīng)機理出發(fā)，利用化學(xué)

2、熱力學(xué)的基本原理和文獻數(shù)據(jù)，用EXCEL軟件對六個獨立反應(yīng)進行了詳細的計算，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化學(xué)反應(yīng)的影響，預(yù)測出了最佳的反應(yīng)條件:異丁烷脫氫為吸熱反應(yīng)850K時，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(fù)合氧化物催化劑，并進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，重點研究了催化劑載體、反應(yīng)溫度和氣體空速對反應(yīng)體系的影響。并對主副反應(yīng)選擇性的分析研究了該反應(yīng)體系的反應(yīng)機理和活化能的關(guān)系，探討了溫度對選擇性的影響規(guī)律。
　　實驗結(jié)果表明，五種催化劑載體的轉(zhuǎn)化率高低次序為ZSM-5＞γ-Al2O3＞MgO＞TiO2＞SiO2，異丁烯選擇性從大