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学科主题: 化学工程
题名: 长链正构烷烃(C16~C20)脱氢热力学分析及催化剂研究
作者: 周波
答辩日期: 2013-05-18
导师: 孙承林
专业: 化学工程
授予单位: 中国科学院研究生院
学位: 硕士
摘要: 重烷基苯(HAB)是生产驱油用表面活性剂重烷基苯磺酸盐(HABS)的重要原料,其需求量随碱-表面活性剂-聚合物(ASP)三元复合驱油技术的推广和应用而日益增长。由于HAB仅是直链烷基苯(LAB)生产过程中的副产物,不能满足三次采油的需求。目前,由长链正构烷烃(C16~C20)脱氢制取单烯烃,经烷基化、磺化进而直接合成HABS的工艺技术已经发展到脱氢中试放大阶段。开发高性能的C16~C20脱氢催化剂以及实现脱氢的中试放大是目前必须解决的问题。 本论文基于Benson基团加和法对长链正构烷烃(C16~C20)脱氢主反应进行了热力学分析。计算了C16~C20单个烷烃及混合烷烃一次脱氢反应的平衡常数及平衡转化率。碳数对烷烃脱一次脱氢反应平衡转化率影响较大,随碳数增加,平衡转化率增加;反应原料的碳数分布不宜过宽。考察了温度、压力、氢烃比等工艺条件对平衡转化率的影响,提高温度或降低压力可以明显提高平衡转化率;降低氢烃摩尔比能在一定程度上提高平衡转化率。为维持一定平衡转化率,控制催化剂的积炭速度,工艺条件以T>430℃,P=(0.10~0.20) MPa,m=(6~8)为宜。 通过添加不同含量Ce助剂对γ-Al2O3进行改性,利用改性后载体采用真空浸渍法制备了Pt-Sn/Ce-γ-Al2O3催化剂,借助XRD、H2-TPR、CO-chemisorption、NH3-TPD及TG等表征手段研究了Ce助剂对Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂长链正构烷烃脱氢反应性能的影响。结果表明,Ce可以调变催化剂酸性,改变催化剂的还原性能;Pt、Sn和Ce以及载体之间产生较强的相互作用能促进氧化铂的还原,抑制锡物种还原,减少积炭,有利于提高催化剂的活性和稳定性。 利用6 L催化剂制备中试装置放大生产了DF-6系列脱氢催化剂,并利用高温活测试、催寿实验以及寿命评价等手段评价了其催化长链正构烷烃(C16~C20)脱氢反应性能。DF-6-1催化剂表现出优异的低温和高温反应活性以及良好的催化稳定性;小试寿命评价稳定运行1370 h,平均转化率为11.86 %,达到脱氢中试要求,最终确定DF-6-1催化剂作为长链烷烃(C16~C20)脱氢中试用DF-6型催化剂。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/116826
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周波. 长链正构烷烃(C16~C20)脱氢热力学分析及催化剂研究[D]. 中国科学院研究生院. 2013.
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