异丁烷脱氢pt-snγ-al2o3催化剂的制备及性能研究

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1、万方数据博士学位论文异丁烷脱氢Pt—Sn／7一A1203催化剂的制备及性能研究StudiesonthepreparationandperformanceofPt．Sn／y．A1203catalystsforthedehydrogenationofisobutane学号：11007092学科、答辩专业：日期：大连理工大学DalianUniversityofTechnology万方数据大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表

2、的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。作者签名：大连理工大学学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文题目：显工煊避氢￡主二苎翌么芏二△!!Q!催丝刻的鱼

3、9圣拯：眭筐婴窒作者签名导师签名答辩委员会主日期：垒QZ丝年—址月—边日努：迎年旦月塑曰日期：旌￡望年_一乙L月2L日万方数据大连理工大学博士学位论文摘要随着异丁烯下游产品的开发利用，加上异丁烯资源严重匮乏，其产量无法满足国内外对异丁烯曰益增长的需求。研发高性能的异丁烷脱氢催化剂，对我国石油化工行业利用C4资源具有重要意义。利用盐酸回流和氨水沉淀两种不同方法制得氧化铝载体，考察了其对Pt基催化剂脱氢反应性能的影响。氨水沉淀法制得载体制备的催化剂具有更小的Pt颗粒度、更弱的酸性分布和更强的抗积炭能力，使得催化剂具有更优异的异丁烷脱氢反应性能。该催化剂上异丁烷初始转化率为

4、56．7％，316h后仍能达到34．7％，异丁烯初始选择性为80．O％，168h后维持在93．5％左右。利用蔗糖裂解法制得覆炭氧化铝载体，该新型载体能显著改善催化剂的脱氢选择性和催化稳定性，为高性能脱氢催化剂的研发提供了新的思路。利用络合真空浸渍法制得Pt．Sn—K／丫．A1203催化剂，研究了Sn和K助剂对催化剂脱氢反应性能的影响。适量的Sn助剂有利于催化剂表面“Pt．SnO。．A1203”结构的生成，促进了异丁烷脱氢反应和异构化反应的发生，但同时抑制了裂解反应的进行。此外，K助剂能中和催化剂表面酸性中心，从而提高催化剂的脱氢选择性和催化稳定性。当Sn和K含量分别为

5、1．5wt．％和0．4wt．％时，催化剂表现出最佳的异丁烷脱氢反应性能。该催化剂上异丁烷初始转化率为76．2％，异丁烯初始选择性为83．4％，24h反应后异丁烷转化率和异丁烯选择性分别下降至57．2％和79．3％。利用原位再生技术分析了催化剂在异丁烷脱氢一器内再生循环过程中的失活特征。原位烧炭再生对催化剂表面孔结构的影响不大，积炭是脱氢过程中催化剂失活的主要原因，而Pt烧结是再生后催化剂活性下降的根本原因。利用单因素实验和正交实验相结合的方法研究了工艺条件对催化剂脱氢反应性能的影响。反应温度和氢烃比对催化剂的反应性能有较大影响，而原料气空速则无显著影响。较适宜的反应工

6、艺条件为反应温度580oC，氢烃比0．5：1，原料气空速视反应具体情况而定。利用XRD、UV—VisDRS、H2．TPR、NH3．TPD、Pyridine—FTIR、XPS及TG等分析手段对Cr203基催化剂进行了表征，探讨了K助剂在催化剂脱氢过程中的作用。K助剂有利于催化剂表面CrⅥ的生成，同时游离态CrⅢ物种相应减少。此外，K助剂还能调变催化剂的酸性中心，增强其抗积炭性能，从而使得催化剂的脱氢选择性和催化稳定性显著提高。当K含量为1wt．％时，催化剂具有最佳的异丁烷脱氢反应性能，42h内异丁烯平均收率为29．1％，选择性维持在90％以上。万方数据异丁烷脱氢Pt-S

7、n／y-A1203催化剂的制各及性能研究关键词：异丁烷；脱氢；Pt基催化剂；Cr：0，基催化剂万方数据大连理工大学博士学位论文ABSTRACTThesupplyofisobutenecannotmeettheincreasingdemandfromtheworldmarketduetotherapiddevelopmentofisobutenedownstreamproductsandthelackofnewisobutenesources。Therefore．ithasanimportantsignificanceforpetrochemicalf