毕业论文--丁烯控制齐聚反应固体酸催化剂的制备及其性能研究

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1、抚顺职业技术学院高职毕业论文（设计）摘要随着石油化工业的迅速发展，C4产量不断增加。因此，如何有效利用C4资源已经引起了广泛的关注，而丁烯又是近年来重点开发的C4资源。丁烯的齐聚物不仅可以用于表面活性剂、洗涤剂和增塑剂的制备，还也可用于生产香精、香料等产品。所以，利用丁烯齐聚生产化工原料是解决丁烯出路的一种有效途径。在化工生产过程中，丁烯齐聚的关键就是齐聚催化剂的研制。为了研制出高效的丁烯齐聚催化剂和找到最佳的齐聚工艺，论文采用浸渍法制备了用于丁烯齐聚反应的负载型催化剂，并从不同的角度对催化剂进行了筛选。首先，对负载有铁、铝、镍等不同阳离子的催化剂进行了筛

2、选。其次，考察了活化温度、助剂对催化剂的影响。最后，考察了不同的担载量对催化剂的影响。在齐聚工艺的优化方面，通过控制变量法，用在线流动反应床，考察了反应温度、压力及空速对丁烯齐聚的影响。研究结果表明：在负载有铁、铝、镍等不同阳离子的催化剂中，负载铁离子的催化剂活性最高，缺点是随着温度的上升以及使用时间的延长，催化剂迅速失活。转化率随活化温度升高而升高，500℃时达到最大，大于500℃时，混合丁烯转化率反而随活化温度升高而下降。通过几组助剂的对比，发现加入磷酸二氢铵的催化剂，其混合丁烯的转化率最高，但是，加磷酸氢二铵的催化剂稳定性差。在担载量方面，当担载量小

3、于8%时，转化率随担载量的增加而升高；当担载量大于8%时，转化率随加入量的增加而下降。在工艺优化方面，温度对丁烯齐聚的转化率影响很大，当温度小于110℃时，随着温度升高，丁烯齐聚反应速率加快，转化率升高；当温度大于110℃时，反应速率随温度升高而加快，转化率降低。丁烯在0.4-0.8h-1空速范围内的转化率看不出明显的变化，空速大于1h-1时转化率呈下降趋势。空速、压力对丁烯齐聚反应影响相对较小。最佳工艺条件为：P=0.9MPa，LHSV=1h-1，T=110℃时，丁烯转化率可以达到66.52%。关键词：丁烯;齐聚;催化剂;工艺;浸渍法;担载量;空速抚顺职

4、业技术学院高职毕业论文（设计）目录第一章前言1第二章文献综述22.1固体磷酸催化剂22.2分子筛催化剂32.3氧化物型催化剂62.4树脂催化剂62.5固体超强酸催化剂82.6离子液体催化剂8第三章理论分析与计算方法103.1理论分析方法103.2理论计算方法10第四章实验部分114.1实验试剂与仪器114.1.1实验试剂114.1.2实验仪器124.2催化剂的制备124.2.1制备负载不同阳离子的催化剂124.2.1.1铁系催化剂制备124.2.1.2铝系催化剂制备124.2.1.3镍系催化剂制备134.2.2制备不同活化温度的催化剂134.2.3制备添加

5、了不同助剂的催化剂134.2.4制备不同担载量的催化剂134.3催化剂在线性能检测装置的搭载与检测流程144.3.1检测装置的搭载144.3.2检测流程14第五章实验结果与讨论165.1不同阳离子催化剂性能的比较165.1.1铁系负载型催化剂165.1.2铝系负载型催化剂165.1.3镍系负载型催化剂175.1.4不同阳离子催化剂的比较结果185.2活化温度对催化剂的影响195.3助剂对催化剂的影响205.4不同担载量对催化剂的影响215.5工艺条件的选择235.5.1反应温度的影响235.5.2反应空速的影响24抚顺职业技术学院高职毕业论文（设计）5.5

6、.3反应压力的影响25第六章结论27致谢28抚顺职业技术学院高职毕业论文（设计）第一章前言炼油厂和石油化工厂副产大量的C4烯烃。目前丁烯(包括1-丁烯、顺-2-丁烯和反-2-丁烯)化工利用率很低。因此，大量过剩、低价值的丁烯的化工利用已经成为石化企业急需解决的问题之一。迄今为止，研究者们已经研发出一系列利用丁烯的方案，如丁烯烷基化反应，丁烯齐聚反应，以及由丁烯生产甲乙酮、仲丁醇、乙酸仲丁脂等过程。在诸多丁烯利用方案中，丁烯齐聚反应及其工艺过程越来越受到重视。丁烯齐聚的主要产物是C8和C12烯烃。它们可以用于生产齐聚汽油和柴油，齐聚汽油的辛烷值不仅比烷基化汽

7、油辛烷值高，而且芳烃含量少。C8烯烃和C12烯烃还是生产洗涤剂、增塑剂、添加剂和农药等的重要中间体。另外，丁烯齐聚反应工艺过程简单，设备费用和操作费用均较低，生产灵活性高。由此可见，丁烯齐聚是提高C4资源利用水平、并能产生可观经济效益的重要过程。催化剂的选择与制备是混合丁烯齐聚的关键部分。主要是选择催化剂的活性组分、载体和助剂等，确定催化剂的制备方法和必要的预处理方法，使其对混合丁烯齐聚具有较好的活性和选择性，并符合反应历程和催化反应器的工程性能。本文选择并制备负载型铁镍催化剂，它对混合丁烯齐聚反应具有较好催化性能，二聚物选择性高，相对均相催化剂，该负载型

8、固体催化剂和产物易于分离。本文筛选了大量固体酸催化剂，因为制备方法