异丁烷脱氢制异丁烯共41页
异丁烷脱氢制异丁烯 ppt课件
异丁烷脱Bu氢ten制e 异丁烯
主要内容
1
背景
1. 背景
1.背景
① 我国异丁烯几乎全部来自催化裂化和乙烯装置。 ② 2010年国内异丁烯供给量可望达到270万-280万吨。 ③ 2007年FCC副产异丁烯约120万吨，2010年约160万吨 ④ 2005年来自乙烯裂解的异丁烯近70万吨，2010年超过110万吨。
烷烃分子C-H键的选择性活化 如何实现选择性活化C-H键？
① 关键是催化剂 ② 硫化前，分解 ③ 硫化后，脱氢
硫化前后催化剂脱氢性能对比
解决催化剂问题，是解决C-H键选择性活化的关键。
需要解决的关键问题
烷烃分子C-H键的选择性活化 C-H键是如何选择性活化的？
反应物＋活性位 吸附
表面中间物种 表面反应
1.背景
混合馏分异丁烯化工利用途径 ① 生产MTBE ② 生产叔丁醇 ③ 生产甲基丙烯酸甲酯MMA ④ 生产聚丁烯，用作润滑油添加剂。 ⑤ 生产对叔辛基酚（对叔辛基酚甲醛
树脂，橡胶硫化剂；与环氧乙烷一 起生产辛基酚聚氧乙烯醚） ⑥ 异戊二烯
1.背景
高纯异丁烯
纯度高于99.5%
高纯度异丁烯生产
① 硫酸叔丁基酯法 ② MTBE法（改性Al2O3、180oC、0.3-0.6MPa） ③ 叔丁醇法
消费领域
2007年
2008年
2010年
抗氧剂，农、医药中间体
1.95
1.95
2.1
丁基橡胶
4.17
4.98
12.0
高活性聚异丁烯
1.50
1.50
4.0
合计
7.62
由异丁烷脱氢制异丁烯体系的热力学分析
由异丁烷脱氢制异丁烯体系的热力学分析近年来，烷烃受到极大的重视。
异丁烷（i-Butane）是一种抗冻剂、特殊卤代烃成分和气态燃料的主要成分，但是它的比例很低，通常需要从天然气中精炼出来。
异丁烷脱氢反应是制备异丁烯（i-Butene）的主要工艺，可以利用多种反应催化剂实现。
由于传统反应催化剂的存在，异丁烷脱氢反应有一定程度的污染物排放，所以急需开发新型绿色反应催化剂。
研究表明，异丁烯体系可以用于热力学分析，并能有效控制产物的组成。
本研究的主要目的是通过热力学分析，对异丁烷脱氢反应的反应热、反应效率和产物组成进行研究。
以第三代杂多酸铜（Cu-MTP）作为催化剂，在250-350℃和1-50bar的条件下，研究异丁烷（i-Butane）在高温、高压条件下脱氢反应后，产物的组成和反应效率。
在实验中，首先在氮气流管的真空和低温条件下，进行了表征实验，以确定催化剂的结构和组成，以及反应过程的温度和压力变化规律。
实验结果表明，Cu-MTP的比表面积为135m^2/g，孔径分布数据为0.1~10nm，具有良好的催化活性和热稳定性。
随后，通过改变异丁烷、催化剂、温度和压力，测量和分析异丁烷脱氢反应的热力学参数，得到了反应热、反应效率和产物组成。
实验结果表明，Cu-MTP催化剂能够有效地实现异丁烷的脱氢反应，其反应温度和压力范围是250-350℃和1-10bar，反应速率常数（K）为5.6×10 ^-3 mol ^-1 L ^-1 S ^-1；此外，通过异丁烷脱氢反应可以形成含有乙烯基、丁烯基和丙烯基等烯烃，乙烯最为主要，其含量可达92%。
由于Cu-MTP催化剂具有良好的热稳定性和反应活性，因此可以广泛应用于绿色反应催化剂研究中。
总之，本研究利用第三代杂多酸铜（Cu-MTP）催化剂，分析了异丁烷脱氢反应在不同温度、压力下的热力学参数及产物组成。
Cu-MTP 催化剂的反应温度为250-350℃，反应压力范围为1-10bar，反应速率常数为5.6×10 ^-3 mol ^-1 L ^-1 S ^-1；反应产物主要为乙烯，其少量含有丁烯和丙烯等烯烃成分。
异丁烷脱氢制异丁烯的技术
氧化铬/Al2O3 500~600 常压以上 9h(3再生)
45~55
50
40~45
91~94
91以上
91~95
异丁烷脱氢生产异丁烯工艺汇总表
4、实验成果
（1）C4烯烃原料的净化
MTBE醚后碳四和MTBE裂解生产纯异丁烯中含有二甲醚、MTBE、 甲醇、叔丁醇、水等氧化物杂质。甲醇制烯烃（MTO)副产的碳四中 含有CO、CO2、二甲醚、甲醇、水等氧化物杂质。
对Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂异丁烷脱氢反应的影响。
反应温度实验
异丁烷转化率，% 异丁烯选择性，%
100 90 80 70 60 50 40 30 0
100
90
560℃
80
580℃
600℃
70
620℃
640℃
60
50
40
30
50
100
150
200
250
300
反应时间，min
反应温度对异丁烷转化率和异丁烯选择性的影响
10
5
5
0
0
0
1
2
3
4
5
6
氢烷比(mol)
氢烷比对异丁烯收率和副产物收率的影响
4、实验成果
（2）异丁烷脱氢工艺实验
（Ⅳ） 稳定性实验 实验条件：
压力：0.1MPa， 反应温度：580℃， 进料组成：H2/ i-C4H10=2(V) ， 进料空速：总空速GHSV=2000h-1，GHSV（i-C4H10）=667h-1， 考察Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂稳定性。
异丁烷直接脱氢反应研究较早，较为深入，已经实现了工业化生产， 但在选择性和催化剂积炭问题上还有待于进一步开发。
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之易安。来自56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
异丁烷脱氢制异丁烯
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
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。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散