逆水煤气变换耦合乙烷脱氢制乙烯反应Cr／活性炭催化剂.pdf

石 油 化 工 2012年第4l卷第 7期 PETROCHEM ICAL TECHN0L0GY ·757 · 逆水煤气变换耦合乙烷脱氢制乙烯反应的 Cr／活性炭催化剂 葛 欣，胡胜华 (南京大学 化学化工学院，江苏 南京 210093) [摘要]在常压固定床微分反应器上，考察了活性炭及其负载的金属氧化物催化剂对逆水煤气变换耦合乙烷脱氢制乙烯反应 的催化活性。实验结果表明，以活性炭为载体的cr氧化物 (CrC／)催化剂具有较好的催化性能，采用5％(W)Cr／C催化剂，在 700℃、原料气 (CO2)：F／(CH)=7：1的条件下，乙烷转化率为56．2％，乙烯选择性和收率分别为75．O％和42．2％。反应中 CO的主要作用是通过与乙烷脱氢产物H反应来促进乙烯的生成，提高反应活性 ；同时与积碳反应生成CO，消除表面积碳 ， 提高催化剂的稳定性。通过对催化剂进行表征，研究了催化剂中活性组分的氧化还原性质和表面酸性对其催化性能的影响。 XPS表征结果显示，催化剂表面存在cr和cr，高价态cr有利于乙烷转化 ；微量吸附量热分析结果显示，催化剂表面的酸中 心数量 、强度及其分布与反应活性相关。 [关键词]乙烷脱氢；乙烯；逆水煤气变换；耦合；铬 ／活性炭催化剂 [文章编号 ]1000—8144(2012)07—0757—06 [中图分类号 ]TQ426，81 [文献标识码]A CouplingofReverseW ater—GasShiftwithDehydrOgenatiOnofEthaneto EtheneonCr／CCatalysts Ge ．HuShenghua (SchoolofChemistryandChemicalEngineering．NanjingUniversity，NanjingJiangsu210093，China) lAbstractJThecouplingofreversewater-gasshiftwiththedehydrogenationofethanetoethylene onCr／C(C：activatedcarbon)catalystswasstudied．Theresultsshowedthattheselectivityand yieldtoethyleneandtheconversionofethanewere75．0％ ．42．2％ and56％ respectivelyunderthe conditionsof5％(w)Cr／Casthecatalyst，700oC，andn(CO2)：n(C2H6)7：1．CO2couldremovethe carbondepositionandreactwithhydrogentoacceleratetheethanedehydr0genati0n．TheXPSresults showedthatCr6andCr”occupiedthesurfacesofthecatalysts．whichwasbeneficialtotheethane dehydrOgenatiOn．Themicrocalorimetricadsorptionresultsindicatedthatthestrength，numberand distributionofthesurfaceacidsitescouldbecorrelatedwiththereactionactivity． [Keywords]ethanedehydrogenation；ethylene；reversewater—gasshift；coupling；chromium／ activatedcarboncatalyst 目前 ，低碳烷烃催化转化的研究越来越受到 对逆水煤气变换