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复合金属氧化物对丙烷选择氧化的研究

张铁珍  
【摘要】:丙烯酸是重要的有机化工原料,目前工业上采用丙烯两步氧化法制备。与丙烯两步法相比,丙烷直接氧化制丙烯酸不仅具有原料价格便宜、工艺流程短等优势,更重要的是可以充分合理的利用饱和烃资源,因此近年来受到广泛的重视。 复合金属氧化物是目前最有潜力的催化剂之一,对丙烷直接选择氧化制丙烯酸反应具有很好的催化作用,近年来成为研究的热点。 本文重点考察了复合金属氧化物催化剂的金属元素的组成与金属原子比以及在制备复合金属氧化物催化剂的过程中几个参数(包括混合方法、干燥方式、焙烧方式、pH 值等)对催化剂性能的影响,并通过评价进行筛选最佳条件。发现Mo、V、Te、Nb 四组份是性能优良的催化剂所必不可少的, Mo、V、Te、Nb 四组份的原子比在1.0/0.3/0.23/0.12 附近时,催化性能最佳。对于有效的MoVTeNb 氧化物催化剂,适宜的制备方法是:采用溶液法混合,溶液pH 值在2~3 之间,经旋转蒸发干燥,在氮气不流动气氛下600℃焙烧。 对反应的工艺条件进行了研究,考察了反应温度、空速、原料气O_2/C_3~0比、水蒸汽含量等对催化剂性能的影响。实验结果表明适宜的反应条件为:温度-400℃;空速-1800h-1;原料进气比-C_3~0/N_2/O_2摩尔比为4.4/36.9/12.8;水蒸汽含量-15%。在此条件下,丙烷的转化率为38.60%,丙烯酸收率达15.87%,丙烯酸选择性为41.11%。


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