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《中国石油大学》 2011年
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丙烷及C_4石油液化气制丙烯催化剂研究

张翠侦  
【摘要】:目前,丙烯的主要来源有:蒸汽裂解乙烯的联产、炼油厂FCC工艺的副产和丙烷脱氢。丙烷脱氢的催化剂有两种:Pt催化剂和Cr催化剂。但是,Pt的价格昂贵,且该催化剂对原料杂质含量要求很高;相比较而言,铬催化剂对原料杂质含量要求不高,价格比较便宜,其缺点是催化剂失活较快,需要频繁再生。近几年来,采用C_4制丙烯的研究也成为热点,UOP和Exxon等公司分别开发了C_4烯烃裂解制丙烯技术。但是,原料范围窄,且收率也不高。因此,制备新的丙烷脱氢制丙烯的催化剂以及拓宽C_4原料的范围是亟待解决的问题。 由于传统浸渍法制备的催化剂的铬组分容易流失和团聚,使得催化剂在再生过程中性能有所下降,严重影响了丙烯的收率。因此,本论文采用溶胶-凝胶法来制备催化剂,该种方法制备的催化剂其活性组分不仅附着在催化剂的表面,而且有很大一部分镶嵌在催化剂之中,这样就使得活性组分不容易流失,可以增大铬的使用量,也解决了催化剂失活较快的问题。 由C_4原料制备丙烯多采用分子筛ZSM-5为催化剂,但这种催化剂只针对丁烯裂解。为了拓宽原料范围,本论文在分子筛ZSM-5中引入Cr/Al催化剂,利用Cr对烷烃的脱氢能力和分子筛ZSM-5对丁烯较好的裂解制丙烯能力,成功开发出丙烷催化脱氢和C_4馏分裂解制丙烯双功能催化剂,是直接使用液化石油气生产丙烯成为可能。 另外,本论文还考察了载体和活性组分对有关反应催化性能的影响,优化了催化剂的组分配比和制备条件。对相关的催化剂进行了BET、XRD等的表征。同时还对催化剂的稳定性、活性等性质进行了考察,结果表明:所制的催化剂对产物丙烯具有良好活性;催化剂烧焦并通水蒸汽老化,实验表明催化剂的稳定性也很好。本文还考察了不同温度、不同压力下催化剂的性能,并优化了反应条件。对不同原料进行实验,结果证明所制的催化剂对原料具有较强适应性,拓宽了原料的范围,也取得了比较高的丙烯收率。
【学位授予单位】:中国石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ221.212

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【参考文献】
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【二级参考文献】
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