试析长链烷烃脱氢催化剂的再生研究

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1、930且00升癸}——里生—二—一upc'、--—苎旦一中国科学院研究生院硕士学位论文长链烷烃脱氢催化剂的再生研究车经球指导教师孙承林研究垣申请学位级别论文提交日期培养单位学位授予单位中国科学院大连化学物理研究所硕士学科专业名称化学工程200605．22论文咎辩日期2006711中国科学院大连化学物理研究所中国科学院研究生院答辩委员会主席杜鸿章研究员摘要Pt—Sn／A1203作为一种优良的脱氢催化剂，已获得大规模工业化应用，但该催化剂易积炭失活，需要进行频繁更换，导致操作成本增加。因此研究该催化剂的再生循环利用具有重要的意义。本文利用TG、TPO等手段考察

2、了失活Pt—Sn／A1203长链烷烃脱氢催化剂积炭性质，研究了烧炭影响因素及烧炭动力学。结果表明，失活的Pt．Sn／A1203脱氢催化剂上存在3种反应性质相异的积炭，其氧化过程按不同机理和动力学方程进行。烧炭过程中，金属Pt能催化燃烧其上的积炭而容易导致飞温。温度及氧含量是烧炭过程中最敏感的影响因素，采用逐步提高氧含量的办法能有效避免飞温，同时提高烧炭效率，在烧炭后期于500．520℃温度范围用空气进行氧化能提高金属分散度。针对烧炭后的样品，还采用了氯氧化处理及补铂修饰的办法来改善再生催化剂反应性能。催化剂再生处理后的反应结果表明，烧炭温度及活化修饰均能显

3、著影响催化反应的活性、稳定性及选择性。520*(2烧炭后的催化剂活性最高，而选择性却随烧炭温度升高而降低。与直接烧炭相比，补铂修饰有效提高了反应稳定性和选择性，并能保持较高的反应活性。而氯氧化处理虽提高了初活性，但催化剂稳定性和选择性有所下降。采用TPR、H2一TPD、NH3一IR、XRD等手段研究了再生条件对金属及载体相的影响，Pt存在低温H2吸附中心(M1)和高温H2吸附中心(M2)，高温烧炭(T>5204C)能破坏M1中心而降低反应活性，补氯处理则破坏M2中心而降低了稳定性，补铂修饰能保持良好的活性金属中心。载体L酸中心随烧炭温度提高而逐渐恢复，与直

4、接烧炭样品相比，氯氧化显著增强了L酸中心而补铂修饰则有效减弱了载体酸性。关键词：Pt-Sn／A1203，长链烷烃脱氢，烧炭再生，烧炭动力学，氯氧化AbstfactAbstractJingqiuLi(ChemicalEngineering)DirectedbyProf．ChenglinSunPt—Sn／Ah03catalysthasbeenwidelyusedindehydrogenationindustryforitshighactivity．However,thecatalystiseasilydeactivatedbycokingandneedtobe

5、regenerated丹equentlNwhichisusuallyaccomplishedbyburningoffthecokewithanairoroxygen—containingmixturesandthefollowingcatalystmodificationInthisstudy,thenatureanddistribution&thecokedepositedonPt-Sn／A1203catalystshavebeenstudiedbythermogravimetry(TG)andtemperature—programmedoxidatio

6、n(TPO)．Thecokebumingbehavioraswellastheburningkineticswasalsoinvestigated．Threetypesofcarbonwerefoundonthecatalystandthekineticbehaviorforeachtypeofcarbonwasdiscussedindividually．Thenoblemetalplatinumonthecatalystincreasestheburningrateofpartofcoke，whichisamaincauseoftemperatureru

7、naway．Accordingtothekineticanalysis，bothtemperatureandoxygenconcentrationarethemostsensitivefactorsontheburningrate．So，enhancingtheoxygenconcentrationgraduallyduringthecokeburningprocessmaygreatlyreducetheriskoftemperaturerunaway．Inaddition，thehydrogenchemsorptionresultsindicateth

8、atairtreatmentbetween500—520。Cmay