丙烯作為一種重要的有機(jī)化工原料,在生產(chǎn)中不僅是聚丙烯的主要原料,也是苯酚、丙酮、丙二醇、丙烯腈、環(huán)氧丙烷、丙烯酸、丁醇、辛醇以及異丙醇等相關(guān)產(chǎn)品的主要原料。在現(xiàn)階段發(fā)展中受到市場(chǎng)需求的影響,丙烯消費(fèi)量顯著提升,而丙烯產(chǎn)量卻相對(duì)較為滯后�，F(xiàn)階段丙烯主要是通過(guò)石腦油經(jīng)裂解制乙烯而聯(lián)產(chǎn)丙烯以及煉廠催化裂化裝置所產(chǎn)液化氣經(jīng)分離制丙烯、通過(guò)煤制甲醇然后再制造丙烯。隨著石油資源的逐漸匱乏,傳統(tǒng)的丙烯生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的丙烯需求,尋求新的丙烯生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成為石油化工行業(yè)的主要發(fā)展趨勢(shì)。丙烷脫氫制丙烯生產(chǎn)技術(shù)在前期發(fā)展過(guò)程中因?yàn)楸閮r(jià)值相對(duì)較高、在工程投資過(guò)程中會(huì)受到各種因素的影響。隨著現(xiàn)階段發(fā)展,丙烯需求日益增長(zhǎng),工藝過(guò)程中也在不斷改進(jìn),丙烷脫氫逐漸成為一種有效的工藝手段,通過(guò)此方式可提升對(duì)液化石油氣資源的利用效率,進(jìn)而將其變?yōu)橄N。目前丙烷直接脫氫制丙烯(PDH)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。對(duì)丙烷脫氫催化劑的研究主要集中在如何制備高轉(zhuǎn)化率和高選擇性的催化劑。傳統(tǒng)催化劑常以釩或鉻作為催化中心,或經(jīng)過(guò)其他金屬加以修飾達(dá)到更好的催化效果。不過(guò)釩或鉻作為催化中心有各自的缺點(diǎn)。經(jīng)過(guò)廣泛的研究發(fā)現(xiàn),鎵作為活性中心,在丙烷脫氫制丙烯的反應(yīng)中,催化劑可以表現(xiàn)出很好的催化效果。本文中,采用水熱合成法和等體積浸漬法制備催化劑。探究?jī)煞N合成方法、合成過(guò)程中焙燒溫度、以及鎵的負(fù)載量對(duì)催化劑性能的影響。結(jié)果表明,焙燒溫度是500℃和600℃時(shí)催化劑所表現(xiàn)出的催化活性要優(yōu)于700℃焙燒的催化劑的催化活性(過(guò)高的焙燒溫度會(huì)改變催化劑的物理性能從而影響催化活性)。為了研究鎵的負(fù)載量對(duì)催化劑的催化活性的影響,在催化劑的制備過(guò)程中,合成5種不同鎵負(fù)載量的催化劑,鎵的負(fù)載量分別為為1%、3%、5%、7%和9%。經(jīng)過(guò)對(duì)比研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)鎵的負(fù)載量達(dá)到7%和9%時(shí),催化劑的催化性能最好,活性組分鎵氧化物可以更均勻的分布在載體表面。研究?jī)煞N合成催化劑的方法對(duì)催化劑的影響。等體積浸漬法首先制備出三維樹(shù)枝狀介孔二氧化硅球狀載體,再根據(jù)鎵的負(fù)載量計(jì)算出所需硝酸鎵溶液的量,進(jìn)行等體積浸漬,然后高溫焙燒除去硝酸根離子,得到等體積浸漬法制備的催化劑。水熱合成法是指,首先根據(jù)鎵的負(fù)載量計(jì)算出所需硝酸鎵溶液的量,在合成二氧化硅載體的過(guò)程中加入硝酸鎵溶液,一步制得催化劑。對(duì)兩種方法制備出的催化劑進(jìn)行表征測(cè)試,結(jié)果顯示:用兩種方法制備的催化劑,其結(jié)構(gòu)和性能有一定的差異;但是體積浸漬法制備的催化劑的催化性能要優(yōu)于水熱合成法制備的催化劑;兩種催化劑都具有較好的穩(wěn)定性。
【學(xué)位單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TQ426;TQ221.212
【部分圖文】：

一起進(jìn)入脫乙烷塔，分離出乙烷及輕質(zhì)烴，塔頂餾出物中未冷凝的塔底液則進(jìn)入產(chǎn)品分離塔，塔頂生產(chǎn)高純度的丙烯，脫硫后即可作物則回流至反應(yīng)工段 作為循環(huán)料使用。72-74用非貴金屬催化劑價(jià)格便宜，催化劑費(fèi)用低。對(duì)原料雜質(zhì)要求低與主反應(yīng)同時(shí)發(fā)生，生成了一些輕質(zhì)烴和高質(zhì)烴，它們?cè)诖呋瘎┍３执呋瘎┗钚�，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力在燒焦之后可迅速恢復(fù)。2004 年高穩(wěn)定性催化劑在北歐化工的丙烷脫氫裝置上使用，一年在線使指標(biāo)一直很好。但由于鉻系催化劑具有毒性，隨著環(huán)境保護(hù)呼聲的r 含量的催化劑是未來(lái)應(yīng)用的方向。Catofin 工藝技術(shù)的主要特點(diǎn)器周期切換，反應(yīng)器周期切換進(jìn)行反應(yīng)和再生，可保證連續(xù)生產(chǎn)壓制動(dòng)閥門(mén)的動(dòng)作，整個(gè)系統(tǒng)設(shè)有聯(lián)鎖系統(tǒng)確保閥門(mén)安全操作，防n 工藝 1996 年應(yīng)用了逆流流動(dòng)技術(shù)改變了反應(yīng)物料流向，能以較從而減少了投資的操作費(fèi)用。由于反應(yīng)中沒(méi)有氫的再循環(huán)，沒(méi)有蒸，使設(shè)備尺寸減小和能耗成本降低。75, 76

圖 1.2 Catofin 工藝流程蒸汽發(fā)生器；3-加熱爐；4-吹掃段反應(yīng)器；5-加工段反應(yīng)器；6-冷卻器；7-10-干燥器；11-冷箱；12-汽化器；13-加熱器；14-再生段反應(yīng)氫催化體系介紹脫氫制丙烯實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的催化劑體系大體上有兩類(lèi)：鉑系催化劑屬，其價(jià)格昂貴，而鉻催化劑中的鉻又能對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。所以科研工作者們又對(duì)其它廉價(jià)又對(duì)環(huán)境友好的材料進(jìn)行了廣泛在較低的反應(yīng)溫度下能獲得較好的反應(yīng)活性，也使得氧化脫氫催化著對(duì)丙烷脫氫制丙烯催化劑進(jìn)行了更加深入的研究，有很多有潛在文獻(xiàn)中有過(guò)報(bào)道，如釩基催化劑、鉬基催化劑、鎵基催化劑等。下化劑。較高的丙烯收率，擺脫丙烷催化脫氫熱力學(xué)平衡的限制，研究者提。目前，許多研究者開(kāi)始研究氧化脫氫催化劑已解決脫氫反應(yīng)過(guò)程，氧化脫氫反應(yīng)存在深度氧化的問(wèn)題，人們?cè)陂_(kāi)發(fā)低碳烷烴氧氣氧

圖 3-1 x-IWI-500 催化劑的氮?dú)馕矫摳角€圖表 3-1 x-IWI-500 催化劑的結(jié)構(gòu)參數(shù)催化劑 孔徑（nm） 孔容（cm3/g） 比表面積（m2/g）1-IWI-500 4.216 7.774 495.4733-IWI-500 3.902 8.163 433.5935-IWI-500 3.989 7.086 421.3957-IWI-500 3.881 7.650 388.1959-IWI-500 3.513 8.689 395.712
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本文編號(hào)：2871339