丁烷催化脱氢反应性能及催化剂积炭研究

发布时间：2018-03-21 02:49

  本文选题：丁烷(正丁烷/异丁烷)　切入点：Cr/Al_2O_3催化剂　出处：《烟台大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：本文研究了在微型固定床反应器中丁烷在Cr/Al_2O_3催化剂上脱氢制丁烯的反应过程,主要内容包括混合丁烷脱氢反应性能研究、异丁烷脱氢宏观动力学研究、催化剂积炭影响因素的研究等三个部分。(1)混合丁烷脱氢制丁烯部分主要研究了反应温度、液时空速、原料组成对丁烷转化率和丁烯选择性的影响。实验结果表明,Cr/Al_2O_3催化剂对混合丁烷脱氢具有较高的催化活性;当原料中正丁烷含量在100(4)(7)w)到40(4)(7)w)之间,反应温度为540℃,液时空速2.5 h~(-1)时,混合丁烷的转化率达30%以上,丁烯的选择性达80(4)以上;当原料中正丁烷含量低于40(4)(7)w),反应温度为540℃~560℃,液时空速为2.0h~(-1)~2.5 h~(-1)时,混合丁烷的转化率在33(4)~45(4),丁烯选择性在90(4)以上。(2)异丁烷脱氢动力学部分主要研究了通过改变催化剂装填量排除外扩散影响、改变催化剂粒径排除内扩散影响。根据实验数据,采用Matlab软件计算得到异丁烷脱氢宏观动力学模型参数:模型适用条件:反应温度500℃~600℃、压力101.32 kPa~1013.2 kPa、原料液时空速1.5 h~(-1)~3.5 h~(-1)。(3)催化剂积炭影响因素的研究部分主要研究了反应温度、反应时间、原料中烯烃含量对催化剂积炭量和积炭类型的影响。实验结果表明,原料中烯烃含量(0~50%)对催化剂积炭影响较大,其次是反应温度(500℃~600℃),反应时间(2~15h)对催化剂积炭影响相对较小;改变烯烃含量和反应温度,催化剂表面只生成软质炭,但随着反应时间的延长催化剂表面除了形成软质炭还出现了难以除去的硬质碳;根据反应前后Cr/Al_2O_3催化剂的电镜表征,在异丁烷脱氢反应后的催化剂没有明显的块状积炭,催化剂颗粒之间没有堆积的现象。
[Abstract]:In this paper, the dehydrogenation of butane to butene over Cr/Al_2O_3 catalyst in a micro fixed bed reactor is studied. The main contents include the study on the dehydrogenation performance of mixed butane and the macroscopic kinetics of dehydrogenation of isobutane. Study on the influence factors of catalyst carbon deposition. (1) the dehydrogenation of butane to butene from mixed butane is mainly concerned with the reaction temperature, the time and space velocities of the liquid. Effects of feed composition on butane conversion and butene selectivity. The experimental results show that Cr- / Al _ 2O _ 3 catalyst has high catalytic activity for dehydrogenation of mixed butane. The conversion rate of mixed butane and the selectivity of butene were more than 30% and 80 ~ 4), respectively, when the content of n-butane in raw material was lower than 40 ~ (4) C, the reaction temperature was 540 鈩，

本文编号：1641931