Fe-Sb-O和Fe-Mo-O催化剂的制备、表征及乙烷部分氧化反应性能研究.pdf

天津大学
硕士学位论文
Fe-Sb-O和Fe-Mo-O催化剂的制备、表征及乙烷部分氧化反应性
能研究
姓名:张春娥
申请学位级别:硕士
专业:工业催化
指导教师:钟顺和
20021201
摘要乙烷部分氧化是当前世界研究的热点之一,也是难点之一。、微反等技术研究了催化剂的微粒组成、比表面积及粒子大小、还原性能、催化剂的表面构造和乙烷、乙烯的化学吸附性能及乙烷部分氧化的反应性能。.—呋廖笥业哪擅准读S瑁浔缺呋廖笥业哪擅准洞呋粒浔缺砻婊物相为相,。乙烷分子能够以腍原子吸附在催化剂表面钗籑双键的端氧上,形成分子态吸附,温度的升高有利于乙烷的吸附;,其吸附量较大。临氧条件下乙烷在..呋辽系姆从Σ镂猚虲..呋辽系姆从Σ镂狢和少量的甋甇催化剂上乙烷的最高转化率可达.%,部分氧化产物的选择性可达.%:催化剂上乙烷的最高转化率可达.%,.%,部分氧化产物的选择性可达.%。此外,对温度、反应空速、氧气含量、氢气含量对反应性能的影响进行了研究,并对各种条件下的反应机理进行了探讨。通过对催化剂上乙烷氧化反应性能的研究,确定了适宜的反应条件:反应法制各了..虵甋甇复合氧化物催化剂。利用、、,乙烷在各催化剂上的反应产物为、、和可达.%;通入水蒸气后,各催化剂上的反应产物仍为、、温度,反应空速吓浔菴,并通入适量水蒸气。关键词:
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第一章绪论烃类选择氧化的意义及特点烃类选择性氧化在石油化工中占有极其重要的地位,据统计,用催化过程生产的各类有机化学品中,催化选择氧化生产的产品约占%嘌≡裥匝趸容易进一步深度氧化为二氧化碳和水,其选择性是各类催化反应中最低的。这不仅造成资源浪费和环境污染,而且给产品的分离和纯化带来很大困难,使投资和生产成本大幅度上升。所以,控制氧化反应深度,提高目的产物的选择性始终是烃类选择性氧化研究中最据挑战性的难题以制造出大量极其重要的聚合物单体和有机合成中间体;②应用前景广阔,石油烃类及其绝大多数衍生物均可与氧发生作用,用氧化反应可以得到的产品数量极大,还可在氧的存在下,同时发生一系列不同类型的反应;③一般流程较短,反制,氧化反应为放热反应,综合利用后使生产能耗大幅度下降;④氧化剂易得,目前的烃类氧化过程还存在~些缺点:①与石油化工的其它过程相比,一般情况,其产物选择性不高,原料消耗定额较高;②氧化剂与烃类及其衍生物的混合物容易爆炸和燃烧,需要特别注意安全操作;③选择性不高,有较多的副产物生成,这样就降低了元素有效利用率,且排放绕涫歉辈鶦补钩闪嘶肪的危害及其生产安全等问题均不符合绿色化工生产的要求。因此,在重要的氧化反应工艺过程中,开展绿色化学化工研究与技术开发意义重大。,但由于乙烷氧化直接生成氧化物的过程却研究的较少,并且效果也不是很理想,但由乙烷直接合成氧化物的过程是一个非常困难的过程,其主要原因是:①乙烷的化学惰性。乙烷本身具有对称结构,其中右詓杂化方式与痬,致使其难于活化和参与反应。②乙烷部分氧化产物的相对不稳定性。由式的热力学计算结果可见,在一定的温度下,乙烷的部分氧化虽为强放热反应,目的产物大多是热力学上不稳定的中间化合物,在反应条件下很在石油化工中,之所以广泛采用氧化过程,主要是因为:①使用氧化反应可应速率快,适合大型化生产,并且绝大多数氧化反应为不可逆,不受化学平衡限价格便宜。但