乙苯催化脱氢制苯乙烯.pptx

会计学1引言2乙苯转化为苯乙烯的反应途径乙苯丙烯共氧化法以氧气为氧源的乙苯氧化脱氢法3乙苯催化脱氢法制苯乙烯3.2乙苯催化脱氢催化剂-氧化铁系催化剂催化剂主活性组分：
对催化剂活性相的几种看法：
KFeO2活性相(大多数学者支持)
活性相结构不稳定，呈多相动态体系：K2Fe2O4,K2Fe22O34,Fe3O4
K2Fe22O34活性相
Fe3O4活性相
碳-氧物种活性相钾的助剂作用（电子型）：
作为半导体催化剂的杂质，促进催化脱氢活性；
作为C-H2O反应助催化剂使催化剂具有自再生能力（碱金属助剂可抑制积炭，并促进积炭与大量水蒸气反应除碳）；
作为选择性助剂抑制苯的生成（碱金属助剂可部分中和催化剂酸中心，减少酸中心上的烷基苯按正碳离子机理脱烷基）。
Cr2O3的助剂作用（结构型）：
通过与氧化铁形成固溶体等形式分散于氧化铁的结构中，由于铬比铁难还原，可阻止由于还原导致的氧化铁烧结。水蒸气的作用：
消除积炭及焦油；
为吸热反应提供热量；
防止铁被还原成金属铁；
降低乙苯的热裂解；
作为稀释剂提供低压。催化脱氢反应机理（酸碱协同作用机理）：
乙苯分子（苯环）吸附于酸性位Fe3+上被活化；
乙苯分子的乙基被碱性位O夺取两个氢原子生成两个羟基；
碱性位上的电子转移到酸性位Fe3+上，使之变成Fe2+；
减弱的酸性位促使苯乙烯逸出；
最后：两个羟基上的氢结合形成氢分子离开催化剂表面，碱性位恢复；Fe2+被重新氧化成Fe3+，酸性位恢复。4乙苯催化脱氢反应研究新进展4.1钯膜反应器的应用膜反应器的三个影响因素：
膜
催化剂
反应器设计（多为固定床反应器）
对于分离型膜反应器来说，特别强调膜和催化剂性能的匹配。
对于生成氢气的反应来说，致密（复合）钯膜是首选。
钯膜的透氢的机理：“溶解-扩散”机理。一种乙苯脱氢与钯膜集成试验装置分离型钯膜反应器的应用对乙苯脱氢催化反应结果的影响：
将反应产物氢气选择性移出使平衡移动；
将反应产物氢气选择性移出抑制氢解副反应，提高苯乙烯选择性；
促进催化剂失活或改变催化剂失活机理。典型的膜反应器中乙苯脱氢反应结果难题：
催化剂低温活性低，致使低温下膜反应器的优势不明显；
膜通量低；
膜稳定性差；
膜反应器中的催化剂的失活研究。4.2二氧化碳气氛下的氧化脱氢Sato,S.,etal.,“Combinationofethylbenzenedehydrogenationandcarbondioxideshift-reactionoverasodiumoxide/aluminacatalyst”,Appl.Catal.,1988,37:207-215.
人们开始了对该过程的研究，并一直是乙苯脱氢研究的热点。催化剂（传统的Fe-K催化剂性能差）：
载体：活性炭、氧化铝、氧化镁、氧化硅、分子筛、氧化锆氧化铁复合载体。
活性组分：氧化铁、氧化铬、氧化铈、氧化钒氧化锆等。
助剂：碱金属、稀土金属、过渡金属、贵金属等。
目前的催化剂离工业应用仍有一定距离。反应机理：
（1）氧化循环作用机制反应机理：
（2）反应耦合作用机制钒基催化剂表面钒物种的状态：
二氧化硅表面孤立的
钒氧四面体结构

金属氧化物表面聚集态的链状钒氧物种