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丙烷氨氧化合成乙腈的研究

黄付玲  
【摘要】: 本文对丙烷氨氧化合成乙腈催化剂进行了初步研究,并对催化剂进行了表征分析。 首先对工业生产乙腈和直接合成乙腈工艺进行了综述。采用丙烷氨氧化合成乙腈新工艺,其技术关键是催化剂的开发与研制。为了探索到性能优良的催化剂,考察了Mo-V体系、Sb-Nb体系催化剂对乙腈收率、乙腈选择性和丙烷转化率的影响。确定了以Mo-V体系为催化剂的活性组分来合成乙腈。考察了Mo、V的摩尔比、载体在催化剂中所占的重量对催化剂性能的影响。又对几种助剂元素进行了筛选,并优化了助剂元素的加入量,确定了催化剂的组分。催化剂评价采用自制的微反-色谱联合装置,分别考察了温度、停留时间、氧比、氨比等反应条件对催化剂性能的影响。采用压汞法、扫描电镜表征了催化剂的比表面积、孔容、孔分布和表面形状,结果表明,Mo、V元素是适宜的活性组分,在它们摩尔比为1:0.6,载体在催化剂中所占的比例为50%时,催化剂的活性最高。在催化剂中引入Mg后,可以提高催化剂的活性和选择性,主活性组分和助活性组分的最佳摩尔比为1:0.6:0.3,催化剂组成为MoV_(0.6)Mg_(0.3)/γ-Al_2O_3。 对催化剂进行工艺优化的结果:反应温度520℃,停留时间为1.8s,原料配比(C_3~0:O_2:NH_3)=1:1.6:1.4。在此优化条件下,丙烷转化率为42%,乙腈产率为13.1%,选择性为30.9%。 通过对催化剂的表征证明,MoV_(0.6)Mg_(0.3)/γ-Al_2O_3催化剂是初步探索到的最好的催化剂,这与试验结果是相符合的。


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