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负载型超粒子催化剂处理丙烯腈合成反应释放气的研究 匡洞庭周桂江 51400) (大庆石油学院，黑龙江省安达市，1 一、 前言 随着化工工业的飞速发展，对环境所造成的污染越来越严重，尤其是大型的丙烯腈、醋 酸、羰基合成等装置。 合成反应释放气不仅是一个巨大的污染源，同时又是一个根大的能量损失源．由于人们 对于环境质量的要求不断提高，对于这些有害气体的处理越来越重视．目前对于合成反应释 放气的处理主要有三种工艺： 1．高温加氧焚烧法。这种方法浪费能源、设备投资太，不容易在现有装置上实现． 2．吸附法．这种方法虽然简单、易行，但不适于盘睡低浓度的有害气体，易造成二次污染． 3．催化氧化法．这种技术净化率高，易实施．投资小．适合处理浓度低、成份复杂的有害 气体。 本文在综合各种处理方法的基础上，选择催化氧化法处理丙烯腑合成反应释放气，开发 了一种新型、高效的负载型超徽粒子催化剂．利用超微粒子催化剂的特殊反应性能以达到良 好的净化效果． 二、 超微粒子制备条件的确定 采用溶胶操胶法制各了La，。Sr。Co．．FevO，超微粒子，考查了柠糠蘸配体与金属离子的 总摩尔之比以及反应的温度对超微粒子前驱体质量的影响．试验中分别取金属离子的总摩尔 敷n。与柠檬酸配体的总摩尔敷n。之比为5、3、1和n5；反应沮度为砷℃、70℃、帅℃和 95℃．试验结果，当柠糠馥配体古量较少时．由于s一不能与配体有效的络合造成其偏析， 使前驱体质量变差，SrC03杂相峰增强；而当反应温度过低时反应时问过长，而前驱件质量 又没太大的改善；温度过高。使S一与柠糠酸所形成的络合物离解，同样造成S一俯析使前 驱体质量变差．综合以上试验结果，确定n啊：n。-1，反应温度在70～80℃比较适宜。 三、 催化剂配方的确定 1．活性组份之阃配比的确定 分别制备出不同A位与B位掺杂量的La，。srIco。。F～仉超徽粒子，在徽型连续固定床 反应器上考查对丙烯腈合成反应释放气主要特处理组份丙烷、—氧化碳、丙烯腑等的氧化活 性。优选出的催化荆活性组份为LInISrt2CouFet203，在试验条件下它可以使丙烷在3帅℃、 CO在180℃、丙烯腈在205℃左右实现完全转化，表现出较高的活性． 2．催化剂负载方法的确定 上述超擞粒子催化剂比表面积虽然很大．但机械强度却很低．不能满足今后工业化的要 求，必须进行负载化．由于对该类超微粒子催化剂负载的研究还报少，本文中探索了多种负 载方法，优选出采用把400T!培烧半小时的活性组份前驱体加到氢氧化铝沉淀中的负载方法 比较适宜，效果很好． 3．前驱体焙烧温度对负藏型超徽粒子值化剂活性的髟响 为了进一步减小活性组份与戴体间的强相互作用，提高催化剂活性，考查了前驱体焙烧 温度(200《∞℃)对催化剂活性的影响。试验结果表明，前驱体焙烧温度在姗℃左右量 适宜．在试验条件下可使丙烷在380℃下完全氧化． 4．僵化和缚刮生蛆份负藏量的确定 一881— 为了确定活性组份的最佳负载量，分别制备了不同负载量的催化荆。从试验结果来看， 催化jilI活性组份负载量存在一最佳值，活性组份与载体的质量比为1：2时效果较好。 5．助倦化剂及其加入■的确定 助催化剂对于一种催化剂的催化性能影响很大。本文筛选出一种助剂化合物Nd20，，加 入后催化剂的活性有了很大提高，可实现丙烷在试验条件下370C左右即可完全氧化．通过 XRD与OrTPD的表征结果可知，助催化剂主要是通过改变催化剂吸附氧性能及促进活性 组份氧化还原过程来发生作用的。 为了进一步确定助催化剂的加入量，又分别制备了Nd：q不同含量的催化剂。试验结果 表明，助催化荆、活性组份和载体问的质量比为0．2：3：6较适宜． 6．催化剂焙烧条件的确定 为了确定出催化剂适宜的焙烧条件，制备出了不同焙烧温度及焙烧时间的催化剂．由试 验结果可知．适宜的催化剂焙烧条件为560C、4h。 四、 催化剂对各工艺参数的适应性研究 超微粒子催化剂不仅活性高，它对各工艺条件的适应性也较强．在丙烷浓度(v／v)为1％～ 7％；空速为1200～2800h。；氧比大于5．6的情况下，丙烷的转化率仍能达到如％{；(上(反 应温度为370℃)．可以预见，超微粒子催化剂处理丙烯腈合成反应