基于丙烷选择氧化制备马来酸酐和醋酸

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1、学校代号：10532学密号：S03115003级：湖南大学硕士学位论文Y892891丙烷选择氧化制备马来酸酐和醋酸茔焦生堡厶姓刍；蜃盎昱哑丝墨盈蟹韭；围尘垩熬援境差堕焦；位堂也王堂医重些墨整；纯垒王茎监塞握童旦翘12QQ§生Q§旦23旦迨塞鳘避目塑；!业§笙Q5旦21旦筌蛀重虽塞童匿；篮侄煎熬援摘要在天然气中和石油的精炼过程中回收有大量的丙烷，它是天然气化工和石油化工的剐产品。但是由于丙烷具有较高的化学稳定性，在一般情况下，与强酸、强碱及常用的氧化剂、还原剂都不会发生反应。所以，丙烷在现代合成化学中并没有得到广泛的应用。如今，丙烷只是作为燃料而直接消耗掉。因此

2、，将丙烷转化为具有高附加值的烯烃及烃类含氧化合物在经济和环保上具有重要意义。我们通过对丙烷选择氧化反应的研究，发现了一个新的催化氧化反应。在VMoO催化剂和掺杂有其它金属的VMoO催化剂的催化作用下，丙烷能高效率地转化为马来酸酐和醋酸。我们制备并测试了一系列的金属氧化物催化剂，发现催化剂70％M020％V10％AGO对丙烷的选择氧化具有较高的活性：在300℃和常压下反应，分子氧作为氧化剂，丙烷的单程转化率为37．4％，生成的马来酸酐选择性为53．6％，醋酸选择性为38．9％，同时还会有少量的副产物COx和丙烯酸生成。丙烷的选择氧化反应是在一个固定床连续流动式反

3、应器中进行的，反应在常压和280360"(2下进行，一定量配比的丙烷和氧气在催化荆上进行氧化反应。本研究工作详细研究了丙烷与氧气的配比及反应温度对氧化反应的影响。同时在催化剂的制备上也做了大量的研究工作，介绍了3种不同的催化剂制备方法，并进行了实验结果比较，得到了最佳的催化剂制各方法，从而通过改变催化剂中金属元素的种类和配比来制得最优的催化剂。经过研究发现马来酸酐是丙烷选择氧化的一个主要产物。而现已报道的丙烷氧化反应的主要产物～般为丙烯、丙烯酸和丙烯醛等，在对丙烷选择氧化反应的机理研究中，我们发现碳碳键的裂解和重组反应是氧化反应的关键步骤。这一反应提供了一种把

4、丙烷选择氧化成具有高价值的马来酸酐和醋酸的方法，具有工业化应用前景。关键词：丙烷；选择氧化：马来酸酐；醋酸；催化剂Ⅱ硕士学位论文j：：=!=!#=l==_t==l=；==目=={===。}==_自=$=目_AbstractPropaneisproducedinlargeamountinnaturalgasandpetroleumprocessing．Itisaneasilyfoundchemicalinchemicalindustry．However，sincepropanehashighstability，itdoesnotreactwithstrongac

5、id，strongbase，oxidants，andreductantsatregularconditions．Therefore，propaneisnotwidelyusedinsynthesischemistry．Currently，propaneisdirectlyusedasfuel．Itisdesiredtoconvertpropanetohighvaluehydrocarbonsoroxygenates．Inourinvestigationofpropaneselectiveoxidation，anewcatalyticreactionwasdis

6、covered．Throughthisreaction，propanewasefficientlyconvertedtomaleicanhydrideandaceticacidoveratypeofVMoOcatalystsandmetal··ion--dopedVMoOcatalysts．Over70％M020％V10％AgOcatalyst．37．4％ofpropanesinglepassconversionwithmaleicanhydrideselectivityof53．6％andaceticacidselectivityof38．9％wasobta

7、inedat300℃．OnlylittleamountofCOxandacrylicacidwereproducedinthereaction．Theselectiveoxidationofpropanewasperformedinaglasstubefixed-bedreactor．Ineachreaction．2．00gcatalyst(40-60mesh)wasemployed．Reactionswereperformedatatmosphericpressureinthetemperaturerangeof280一360℃withdesiredmola

8、rratioofpropanetoox