異丁烷脫氫鉻系催化劑制備過程研究.pdf

1、目前，異丁烯的主要來源有：煉油廠FCC工藝副產(chǎn)、蒸汽裂解烯烴的聯(lián)產(chǎn)和異丁烷脫氫。通過異丁烷脫氫制取異丁烯既能提高C4烷烴的附加利用值，又能滿足對(duì)C4烯烴日益增長的需求。異丁烷脫氫催化劑有兩種：Pt系催化劑和Cr系催化劑。其中，Pt系催化劑的價(jià)格昂貴，并且它對(duì)原料中雜質(zhì)含量要求很高，反應(yīng)過程中容易出現(xiàn)活性組分的燒結(jié)；相對(duì)而言，Cr系催化劑對(duì)原料雜質(zhì)含量要求不高，價(jià)格相對(duì)便宜，它的缺點(diǎn)是催化劑穩(wěn)定性差，催化劑容易積炭失活，需要頻繁再生。因此

2、，迫切需要研制出一種活性高、選擇性和穩(wěn)定性好、價(jià)格低廉的新型Cr系異丁烷脫氫催化劑。
　　本文以γ-Al2O3為載體，分別制得Cr/Al2O3、CrA/Al2O3、CrB/Al2O3、CrC/Al2O3（A、B、C分別對(duì)應(yīng)著不同的堿金屬助劑）催化劑應(yīng)用到異丁烷脫氫制取異丁烯的反應(yīng)過程中，并且利用多種手段對(duì)催化劑進(jìn)行表征。確定了Cr/Al2O3催化劑中的最佳Cr負(fù)載量。Cr/Al2O3催化劑盡管具有較高的初始反應(yīng)活性，但反應(yīng)穩(wěn)定性和

3、異丁烯選擇性較差。適量助劑的添加可以明顯改善Cr/Al2O3催化劑的異丁烷脫氫反應(yīng)性能，利用XRD、比表面積測定、FT-IR、H2-TPR等技術(shù)對(duì)催化劑的物理結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)、金屬和載體之間的相互作用進(jìn)行表征。適量堿金屬的添加不僅降低了催化劑的表面酸性，而且提高了催化劑表面Cr的分散度，與Cr/Al2O3催化劑相比，CrM/Al2O3（M=A、B、C）催化劑的容碳能力強(qiáng)，反應(yīng)穩(wěn)定性好，并確定了C的最佳含量為2wt％。研究了Cr/Al2O3

4、催化劑的積碳失活歷程，推導(dǎo)出Cr/Al2O3催化劑在反應(yīng)初期的積碳量隨反應(yīng)時(shí)間的冪函數(shù)形式的關(guān)系式和積碳速率式?？疾炝瞬煌姆磻?yīng)溫度、異丁烷的質(zhì)量空速、原料氣組成等條件對(duì)催化劑異丁烷脫氫反應(yīng)性能的影響，確定Cr/Al2O3催化劑的最佳反應(yīng)條件。
　　采用一步法制備了OS-Cr/Al2O3系列催化劑用于異丁烷脫氫反應(yīng)，通過多種表征手段考察了催化劑的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)?？疾炝薈r負(fù)載量、Cr(OH)3靜置時(shí)間、載體種類、C添加量對(duì)OS-1Cr