铁酸盐催化剂上丁烯-2的氧化脱氢反应动力学

由于氧化脱氢比脱氢有着不可比拟的优越性,所以氧化脱氢过程的催化剂研究受到重视.用复合氧化物作催化剂,以丁烯为原料生产合成橡胶和塑料的单体丁二烯已用于     

在La-Cr-Fe钙钛矿催化剂上丁烯-1深度氧化动力学

环境污染的治理是人们关心的问题。催化燃烧是废气处理的有效方法,关键是寻找好的燃烧催化剂。1972年,Voorhoeve等首先提出用钙钛矿型稀土催化剂作为汽车排气净化催化剂。由于稀土钙钛矿结构稳定,A、B两种离子可在较大范围内选择,此类催化剂引起了广泛的注意。前人除较多地研究了CO的催化燃烧外,对于碳氢化合物曾研究过苯、丙烷在稀土钙钛矿催化剂上的深度氧化,但未见丁烯-1的深度氧化的研究报道。此外,本文催化反应器的设计,反应条件最佳化的选择与控制都以催化动力学为基础。     

在Fe-Zn-Mg-Cr尖晶石结构催化剂上丁烯-2氧化动力学

用玻璃外循环无梯度反应器研究了在Fe-Zn-Mg-Cr尖晶石结构催化剂上丁烯-2氧化脱氢动力学。丁烯-2氧化脱氢动力学服从三步骤Redox机理。用脉冲法研究了催化剂用丁烯-2还原及还原催化剂用氧再氧化步骤。用脉冲法测定了丁烯-2吸附热。丁烯-2及丁二烯深度氧化动力学服从经验速度方程。用正交设计法估计了动力学方程的参数。丁烯-2氧化脱氢速度比丁烯-1要快。     

惰性膜反应器用于丁烷氧化脱氢制丁烯和丁二烯反应

采用浸渍法制备了Ｖ－Ｍｇ－Ｏ催化剂,利用ＸＲＤ和ＢＥＴ对催化剂进行了表征,比较了固定床反应器（ＦＢＲ）、惰性膜反应器（ＩＭＲ）与混合式惰性膜反应器（ＭＩＭＲ）用于丁烷氧化脱氢制丁烯和丁二烯反应的性能,采用在陶瓷丰部分涂釉的方法获得臃符合实验要求的惰性膜,利用惰性膜沿反应器轴向分布氧气,降低反应区氧气分压,从而提高目的产物的选择性,通过优化进料方式,在２０ＭＭＲ反应器中得到了６６％的Ｇ４烯烃选择性３     

丁烯氧化脱氢制丁二烯反应中丁烯转化的动力学初步考察

在10毫升催化床的小型装置上进行了丁烯转化动力学的初步考察,以期求出丁烯在L-2605型催化剂上氧化脱氢总包反应的似活化能与反应速度方程. 在排除线速度干扰的情况下,考察了催化剂粒度(粒度平均半径为0.025—0.16厘米)对丁烯氧化盼氢反应中丁烯转化速度的影响.在排除外扩散与内扩散干扰的条件下,进行了反应温度(350—530℃)及各反应物分压(丁烯、丁二烯、氧及水蒸气)对丁烯转化速度的影响的考察.求得丁烯在L-2605型催化剂上氧化脱氢的总包反应似活化能为20.7千卡/克分子.在试验的反应温度范围内,丁烯氧化脱氢中丁烯转化速度方程可表示如r=kp_u,式中r为丁烯转化速度,克分子/小时·克催化剂;k为速度常数,克分子/小时·克催化剂·大气压;p_u为丁烯分压,大气压.     

正丁烯在铁系尖晶石催化剂上氧化脱氢的反应机理

在铁系尖晶石催化剂上进行了氧吸附、丁烯吸附以及吸附氧和吸附丁烯的TPD试验,表明铁系催化剂表面上存在有分别和丁烯的燃烧、氧化脱氢及双键异构化相关的三种活性中心。根据这三种活性中心的性质以及丁烯—1、反—丁烯—2和顺—丁烯—2在该催化剂上的不同的反应速度,提出了改进的Rennard-Massoth机理。丁烯—1、反—丁烯—2和顺-丁烯—2在Fe—O正八面体晶胞上吸附络合物的CNDO/2法量子化学初步计算结果,支持所提的机理设想。分别用X射线粉末衍射、穆斯鲍尔谱及红外光谱测定了新鲜的和经过1000小时连续反应后的催化剂样品的ZnFe_2O_4,a-Fe_2O_3等晶相及Fe~(1+)的价态变化,指出该催化剂的稳定性和它的尖晶石相及a-Fe_2O_3相的稳定性密切相关。     

正丁烷脱氢制正丁烯催化剂

综述了对正丁烷脱氢制备正丁烯的催化剂体系,包括有氧脱氢中钒基催化剂、钼酸盐系列和焦磷酸盐系列催化剂;催化脱氢中贵金属Pt系催化剂、以ZSM-5分子筛为载体的催化剂以及膜反应器。探讨了正丁烷脱氢动力学,并在Mars-van Krevlen和 Eley-Rideal机理模型动力学基础上归纳了正丁烷氧化脱氢及直接脱氢的机理。讨论了正丁烷催化剂的影响因素,比较了各类催化剂的特点并对其进行展望,认为ZSM-5分子筛将可能成为正丁烷脱氢制正丁烯的新的研究热点。     

丁烯氧化脱氢制丁二烯铁系尖晶石催化剂

1.在国内首次成功地开发了丁烯氧化脱氢用无担体铁系尖晶石催化剂。在反应温度为330-370℃丁烯空速350-450时^-1、氧烯比为0.65、水烯比为13的反应条件下,单程收率为60-80%,真实选择性为90-93%,含氧化合物生成率为0.3-0.9%,炔烃生成率为10-30ppm。达到美国Petro-Tex公司技术的水平,其中含氧化物及炔烃的生成率低于美国Petro-Tex公司。     

铁系催化剂对丁烯的氧化脱氢催化作用特征

x光衍射分析表明,所制备的五种丁烯氧化脱氢用铁系催化剂样品分别具有α-Fe₂O₃、γ-Fe₂O₃、ZnFe₂O₄、ZnFe₂O₄•20%α-Fe₂O₃和ZnFe₂O₄20%γFe₂O₃物相结构。在五种样品上分别进行了氧和丁烯的吸附及其程序升温脱附,初步结果表明:α-Fe₂O₃、γ-Fe₂O₃和ZnFe₂O₄都是丁烯氧化脱氢反应的活性相,但它们吸附氧和吸附丁烯的能力不同,对丁烯的异构化、氧化脱氢和燃烧反应的作用也有所不同。结合样品作为供氧体的试验结果,对丁烯在混合双相样品上的氧化脱氢过程作了初步讨论。     

在 La-Cr-Fe 钙钛矿型催化剂上丁烷、反-2-丁烯及顺-2-丁烯深度氧化动力学

在La-Cr-Fe 钙钛矿型催化剂上用玻璃外循环无梯度反应器研究了丁烷、反-2-丁烯及顺-2-丁烯深度氧化动力学。丁烷、反-2-丁烯及顺-2-丁烯深度氧化动力学服从L-H机理模型。用正交设计法估计了动力学方程中的参数值。丁烷、反-2-丁烯及顺-2-丁烯深度氧化的L-H 机理模型为脉冲实验鉴别。用脉冲色谱法测定了“2-丁烯”及O_2的吸附热。丁烷、反-2-丁烯及顺-2-丁烯深度氧化的CO_2生成速度用(7)式描述。     

Kinetics of the Oxidative Dehydrogenation of Propane over a VMgO Catalyst

The reaction kinetics of the oxidative dehydrogenation of propane was studied at 475-550℃over a VMgO catalyst. Vanadium-magnesium-oxides are among the most selective and active catalysts forthe dehydrogenation of propane to propylene. Selectivity to propylene up to about 60% was obtained at10% conversion, but the selectivity decreased with increasing conversion. No oxygenates were detected, theonly by-products were CO and CO2. The reaction rate of propane was found to be first order in propaneand close to zero order in oxygen, which is in agreement with a Mars van Krevelen mechanism with theactivation of the hydrocarbon as the rate determining step. The activation energy of the conversion ofpropane was found to be 122±6 kJ/mol.     

Kinetics of the Oxidative Dehydrogenation of Propane over a VMgO Catalyst

The reaction kinetics of the oxidative dehydrogenation of propane was studied at 475-550℃ over a VMgO catalyst. Vanadium-magnesium-oxides are among the most selective and active catalysts for the dehydrogenation of propane to propylene. Selectivity to propylene up to about 60% was obtained at 10% conversion, but the selectivity decreased with increasing conversion. No oxygenates were detected, the only by-products were CO and CO2. The reaction rate of propane was found to be first order in propane and close to zero order in oxygen, which is in agreement with a Mars van Krevelen mechanism with the activation of the hydrocarbon as the rate determining step. The activation energy of the conversion of propane was found to be 122±6 kJ/mol.     

Kinetics of Oxidative Dehydrogenation of Propance over a VMgO Catalyst

The reaction kinetics of the oxidative dehydrogenation of propane was studied at 475-550oC over a VMgO catalyst. Vanadium-magnesium-oxides are among the most selective and active catalysts for the dehydrogenation of propane to propylene. Selectivity to propylene up to about 60% was obtained at 10% conversion, but the selectivity decreased with increasing conversion. No oxygenates were detected, the only by-products were CO and CO2. The reaction rate of propane was found to be first order in propane and close to zero order in oxygen, which is in agreement with a Mars van Krevelen mechanism with the activation of the hydrocarbon as the rate determining step. The activation energy of the conversion of propane was found to be 122±6 kJ/mol.     

Oxidative Dehydrogenation of Propane to Propene over Barium Promoted Ni-Mo-O Catalyst

Oxidative dehydrogenation of propane to propene was investigated over Ba- promoted Ni_0.9MoO₄ catalysts (molar ratio of Ba/Mo: 1%, 3%, 6%, 9%, 12%, 15%). The selectivity for propene increases with the increasing number of basic sites on the catalyst, and molybdenum ions play an important role in propane activation. No significant deactivation of the 6% Ba- Ni_0.9MoO₄ and Ni_0.9MoO₄ at 773 K for 80 h and for 40 h, respectively, appeared, indicating that the 6% Ba- Ni_0.9MoO₄ has great advantage over the Ni_0.9MoO₄. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

介孔氧化铝负载钒催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯

 采用浸渍法制备了介孔氧化铝 (m-Al2O3) 负载钒催化剂 (V/m-Al2O3), 并考察了其催化丙烷氧化脱氢制丙烯反应活性. 通过 N2 吸附-脱附、透射电镜、X 射线粉末衍射、紫外-可见漫反射光谱、氢-程序升温还原和氨-程序升温脱附对催化剂进行了表征. 结果表明, 介孔氧化铝具有大比表面积、窄孔径分布和两维六方相结构, 在其上负载适量的 V 可实现 V 活性物种的高分散及催化剂的弱酸性, 从而有利于提高丙烷转化率和丙烯选择性. 与共合成法制备的含 V 介孔氧化铝 V/m-Al2O3(C) 和浸渍法制备的 V/?-Al2O3 相比, V/m-Al2O3 表现出更高的催化活性. 这与载体较弱的酸性和较大的比表面积以及 V 物种的高分散有关.     

优化无机膜反应器中丁烯氧化脱氢制丁二烯反应

对无机膜控氧反应器的优化进行了探讨,提出优化依据,并在自制的均布膜反应器及非均布膜反应器中,进行丁烯氧化脱氢制丁二烯反应的研究,系统地考察了反应温度、进料量、氧／烃比对丁烯转化率及丁二烯选择性的影响,结果表明,在相同的反应条件下,非均布膜反应器中的反应效果优于均布膜反应器中的反应效果,建立了模拟膜反应器的数学模型,其计算结果与实验数据符合良好。     

浆态法制备的MoVTeNbO催化剂上的乙烷氧化脱氢

 采用浆态法在N2气氛下焙烧制得了MoV0.3Te0.23Nb0.1Ox催化剂. 在以该催化剂催化的乙烷氧化脱氢制乙烯的反应中,440 ℃下乙烷的转化率和乙烯的选择性均在90%左右,乙烯产率达80.9%. 但在空气气氛下焙烧得到的催化剂几乎没有催化活性. 用XRD和SEM等方法考察了催化剂的结构.     

LiCl／SO4^2——ZrO2催化剂上乙烷氧化脱氢制乙烯

用辅以回流处理的两步法制备硫酸化氧化锆(SO2-4ZrO2),再用浸渍法制备Li质量含量为0.5%～15%的LiCl/SO2-4ZrO2催化剂.650℃时,在Li含量为15%的催化剂上,获得了90.6%的乙烷转化率、85.9%的乙烯选择性和77.8%的乙烯收率,在24h的实验考察中,乙烯的收率一直保持在71%以上.采用X射线粉末衍射、低温N2吸附、程序升温脱附和X射线光电子能谱等对催化剂的体相结构、比表面积、表面酸碱性和表面元素组成等进行了表征.结果表明,LiCl的添加使催化剂中四方相ZrO2的含量降低,比表面积减小,表面酸性减弱,乙烷氧化脱氢催化性能明显提高,但ZrO2的体相结构对其催化性能没有明显影响.随着反应时间的延长,LiCl慢慢流失,催化剂的乙烯选择性逐渐下降.与未经回流处理制得的硫酸化二氧化锆相比,采用回流处理后的ZrO2制得的SO2-4ZrO2具有较大的比表面积,单位质量的样品可负载更多的LiCl,有利于延缓催化剂活性因LiCl流失而下降.