乙烷氧氯化制氯乙烯催化劑研究

【摘要】： 氯乙烯(VCM)是十分重要的基本化工原料，主要用于生產(chǎn)聚氯乙烯(PVC)。用乙烷為原料通過(guò)氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯，為乙烷綜合利用開(kāi)辟了廣闊的途徑，可降低氯乙烯的生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)的乙烯法生產(chǎn)氯乙烯工藝要經(jīng)過(guò)兩步：首先乙烯氯化合成二氯乙烷；二氯乙烷再經(jīng)裂解制得氯乙烯。而乙烷氧氯化一步合成氯乙烯，不但降低了原料成本，而且縮短了工藝路線(xiàn)，降低了生產(chǎn)能耗，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益及推廣前景。 本文研究了以乙烷為原料，經(jīng)氧氯化催化合成氯乙烯的新工藝。以γ-Al_2O_3為載體，CuCl_2為主催化劑，KCl和LaCl_3·xH_2O為助催化劑，通過(guò)浸漬法制備了乙烷氧氯化制氯乙烯催化劑?？疾炝算~、鉀、鑭等金屬含量對(duì)催化劑活性的影響，確定了催化劑的配方，并對(duì)催化劑進(jìn)行了表征。通過(guò)研究反應(yīng)溫度、空氣流速、HCl流速以及接觸時(shí)間等工藝參數(shù)對(duì)催化性能的影響，優(yōu)化了工藝條件，考察了含鑭系列催化劑的壽命。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：以γ-Al_2O_3為載體，含銅5％、鉀6％、鑭5％的催化劑在反應(yīng)溫度450～500℃，接觸時(shí)間2～4s，原料氣流速比C_2H_6：HCl：Air=1：3：5條件下，乙烷的轉(zhuǎn)化率超過(guò)95％，氯乙烯的收率達(dá)到25％以上，活性可以穩(wěn)定100小時(shí)。 【關(guān)鍵詞】：乙烷 氧氯化 氯乙烯 催化劑
【學(xué)位授予單位】：大慶石油學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類(lèi)號(hào)】：TQ222.423
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 創(chuàng)新點(diǎn)摘要7-10
• 前言10-11
• 第一章 文獻(xiàn)綜述11-14
• 1.1 氯乙烯生產(chǎn)現(xiàn)狀11-12
• 1.1.1 電石乙烷法11
• 1.1.2 二氯乙烷法11
• 1.1.3 乙烯氧氯化法11-12
• 1.1.4 平衡氧氯化法12
• 1.2 乙烷氧氯化法制氯乙烯新工藝12-14
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分14-18
• 2.1 所用的化學(xué)試劑及儀器設(shè)備14
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)中所用化學(xué)試劑14
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)中所用氣體14
• 2.1.3 儀器設(shè)備14
• 2.2 催化劑的制備方法14-15
• 2.3 催化劑的表征15
• 2.3.1 催化劑體相結(jié)構(gòu)分析(XRD)15
• 2.3.2 催化劑表面積碳量熱重分析(DTA-TG)15
• 2.3.3 比表面積測(cè)定(BET)15
• 2.3.4 透射電子顯微鏡測(cè)試(Transmission electron microscopy)(TEM)15
• 2.3.5 光電子能譜(XPS)15
• 2.4 催化劑活性評(píng)價(jià)15-18
• 2.4.1 反應(yīng)評(píng)價(jià)裝置15-16
• 2.4.2 反應(yīng)條件16-17
• 2.4.3 分析條件17-18
• 第三章 催化劑性能評(píng)價(jià)結(jié)果與討論18-34
• 3.1 催化劑組成對(duì)催化劑性能的影響18-23
• 3.1.1 Cu含量對(duì)催化劑性能的影響18-19
• 3.1.2 K含量對(duì)催化性能的影響19-21
• 3.1.3 La含量對(duì)催化性能的影響21-23
• 3.2 實(shí)驗(yàn)條件對(duì)催化劑性能的影響23-26
• 3.2.1 反應(yīng)溫度對(duì)催化性能的影響23-25
• 3.2.2 空氣流速對(duì)催化性能的影響25
• 3.2.3 HCl流速對(duì)催化劑性能的影響25-26
• 3.2.4 接觸時(shí)間對(duì)催化劑性能的影響26
• 3.3 催化劑壽命考察結(jié)果與討論26-33
• 3.3.1 含La0.74%的催化劑的壽命考察26-28
• 3.3.2 含La系列催化劑的壽命考察28-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第四章 催化劑的表征34-52
• 4.1 催化劑化學(xué)分析結(jié)果與討論34-35
• 4.1.1 Cu含量的測(cè)定34-35
• 4.1.2 HCl氣體的物料的平衡35
• 4.2 催化劑的XRD表征35-41
• 4.2.1 含La0.74%催化劑的XRD表征35-36
• 4.2.2 不同La含量催化劑的XRD表征36-39
• 4.2.3 不同反應(yīng)時(shí)間催化劑的XRD表征39-41
• 4.3 比表面和孔容的變化41
• 4.4 熱分析結(jié)果對(duì)比41-45
• 4.5 ICP表征結(jié)果與討論45
• 4.6 掃描電鏡表征結(jié)果與討論45-46
• 4.7 XPS表征結(jié)果與討論46-50
• 4.8 本章小結(jié)50-52
• 結(jié)論52-53
• 參考文獻(xiàn)53-55
• 致謝55-56
• 詳細(xì)摘要56-58

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