探析固定床正丁烷氧化制顺酐助催化剂的研究

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1、北京化工大学硕士学位论文固定床正丁烷氧化制顺酐助催化剂的研究姓名：曹福清申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：陈晓春;刘和平2002.9.29固定床正丁烷氧化制顺酐助催化剂的研究摘要l80101s本文应用统计序贯实验设计方法，精心设计了催化剂性能评价实验方案。在以钒磷氧系为基础催化剂组分的基础上，选择了具有与V“离子半径相近的含有Fe、c0、Cu、Zn四种元素的物质为助剂。按不同水平制备了三十九种催化剂，并对制备的催化剂性能进行了系统的实验考察^研究结果表明：①加入助～剂可以改善催化剂的活性与丁烷氧化制顺酐的选择性，且不同的助剂量对催化剂整体性能的影响程度有较大不同；

2、②标号为39号的催化剂具有最佳性能，用此催化剂进行的丁烷氧化转化率由不加催化剂的80％提高到92％，在系统条件下，顺酐的重量收率由83．6％提高到103．7％；③用正交实验方法考察了反应温度、正丁烷的浓度和空速对39号催化剂性能的影响规律，三个实验条件均存在最适应范围，即温度为410—420℃，丁烷浓度为I．5-i．6moi％，空速为1600—1700h～。此条件下，顺酐的收率可以达到114．3wt％，丁烷的转化率可以达到95％；④经过100小时的重复性实验研究结果表明，39号催化剂具有稳定的活性和选择性。对配制的催化剂进行了相系的XRD、SEM和IR分析，结果表明，助剂

3、的加入，使催化剂晶相中出现了VOPO。相，催化剂中少量VOPO。和大量(Vo)：P20，晶相的存在可。厂‘能是催化剂具有良好活性与选择性的内在原因。y一，研究表明，统计序贯实验设计方法对于考察助剂对催化剂性能的影响是非常有效的，本研究结果对于丁烷氧化制顺酐的国产化和提高顺酐的生产效率具有重要意义。关键词：统计序贯妄≤，正丁、菇剂，固定床反应跫／√∥√v／，顺酐、钒磷氧催化剂，助催化STUDYoFPRoMoTERSoNVANADIUM．PHOSPHORUS．oXIDECATALUYSTSFORTHEOXIDATIONoFN．BUTANEToMALEICANHYDRIDEIN

4、AFIXEDBEDREACToRABSTRACTThearticlebringsinthesequentialdiscriminantprocedurefordesignofexperimentsonthebasisofvanadium-phosphorus—oxidecatalystsaddedthepromotersselectedfromcompoundscontainingFe、Co、Cu，ZnelementswhichhavethesimilarradiuswithV4‘．39kindscatalystswiththedifferent—levelpromote

5、rswereproduced，andtheactivityofthecatalystswereevaluatedusingthefixedbedreactor．TheexperimentresultsshowedthatthesequentialdiscriminantprocedurefordesigningexperimentstostudytheinfluenceofpromotersontheperformanceofthecatalystsiSveryusefulTheactivityofthecatalystsforoxidationofn-butanetom

6、aleicanhydrideandthemassyieldofmaleicanhydridewereincreasedbyaddingsomepromotersin．Theactivityofthecatalystbyaddingmixedpromoterswerebetterthanthatbyaddingsinglepromoter．Basedonlargequantityofexperimentalstudies，aspecialcatalystwithbetterperformancewasselectedout，byusingthatcatalyst，seria

7、lofexperimentswerecarriedouttostudy2theeffectsofoperationconditions，thefinalresultshowedsthatselectedcatalysthadsuitableoperationtemperatureandconcentrationofn-butaneandspacevelocity．TheresultofXRDindicatedthatactivephaseofcatalystforoxidationofn-butanetomaleicanhyd