na-w-mn-s-p-zrsio,2催化剂上乙烷氧化脱氢性能研究

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1、浙江大学化学工程与生物工程学系硕士学位论文Na-W-Mn-S-P-Zr/SiO<,2>催化剂上乙烷氧化脱氢性能研究姓名：杨旸申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：陈丰秋;詹晓力20100101浙江大学硕士学位论文摘要乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，也是石化工业中一种非常重要的基础原料，世界上已将乙烯产品作为衡量一个国家石油化工生产水平的重要标志之一。随着世界经济的发展，对乙烯的需求量与日俱增。由于石油资源的日益短缺及其所导致的乙烯供不应求矛盾的日益尖锐，利用天然气资源直接或间接地生产乙烯的课题已经引起国内外化学家的重视。乙烷是天然气和液化石油气的主要成

2、分之一，研究通过催化氧化脱氢的方法从乙烷生产乙烯对我国的石化工业发展具有重要的理论及实际意义。本文中将本课题组开发的Na．W-Mn⋯SPZr／Si02六组分催化剂用于乙烷氧化脱氢反应，考察了不同组分、不同制备方法和不同加料顺序对催化剂活性的影响，研究了各催化剂在氧气和C02气氛下催化乙烷氧化脱氢的性能，并通过XRD和TPR表征等对各催化剂的结构和氧化还原性能进行了讨论。不同组成的催化剂在乙烷氧化脱氢和C02氧化乙烷脱氢两个反应体系上的活性顺序相同。混浆法制备的六组分催化剂活性最好。S／P元素的加入可以提高催化剂的活性。0【。方石英、NazS04、Na2W04、

3、Zr02和Mn203晶相等是乙烷氧化脱氢反应的活性晶相，ZrSi04晶相对乙烷氧化脱氢反应可能也具有一定的作用。氧化还原性能强的催化剂具有较好的乙烷氧化脱氢催化活性。在固定床反应实验系统中，考察了反应气配比、温度与空速等反应条件对六组分催化剂上乙烷氧化脱氢反应和C02氧化乙烷脱氢反应的影响。得至J]660。C，烷氧比为1．5，空速4800h一是六组分催化剂上进行乙烷氧化脱氢反应较适宜的实验条件。而在7504C，C2H6与C02的配比为1：2，空速为2400h以的实验条件下，六组分催化剂上C02催化氧化乙烷脱氢反应也得到了较好的效果，此时得到乙烯的收率为48．4

4、6％，这说明在合适的反应条件和较高活性的催化剂上，采用C02代替02氧化乙烷脱氢生成乙烯是可行的。关键词：乙烷氧化脱氢；Na．W-Mn⋯SPZr／Si02催化剂；C02；催化活性浙江火学硕士学位论文AbstractItiswellknownthatethyleneistheessentialorganicchemicalsandplayadecisiveroleinthenationalpetrochemicalindustry．Itstechnologylevelofdevelopmenthasbecomeameasurestandardofthecount

5、rydevelopmentlevel．Thedemandforethyleneisgrowing、析ththedevelopmentoftheworldeconomy．Becauseofthelackofoilresourcesandthehugemarketgapofethylene．thesubjectofusingnaturalgastoproduceethylenehasgotgreatattentionofmanyscientistsfromallovertheworld．Ethaneisoneoftheprincipalcomponentsofna

6、turalgasandliquefiedpetroleumgas．Ithasgreattheoreticandpracticalmeaningtostudyontheprogressofoxidativedehydrogenationofethanetoethylene．WeusedNa·-W-Mn·-S·-P--Zr／Si02catalystwhichWasdevelopedbyourteamintheoxidativedehydrogenationofethanetoethylene．Thecatalyticperformanceofseveralcata

7、lystsinoxidativedehydrogenationofethanewith02orC02wasinvestigated，andtheeffectsofdifferentcomponents、differentpreparemethodsanddifferentadditionsequencetotheactivitiesofcatalystswerediscussed，andthestructureandredoxcapabilityofthecatalystswerecharacterizedbyXRDandTPR．Theactivitiesru

8、lesofoxidativedehyd