淄博市桓臺縣富中化工有限公司
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在PDH反應過程中,步驟③的中間物種C3H6<會逐步發(fā)生深度脫氫直至生成焦炭,導致二氯丙烷催化劑失活,降低丙烯的選擇性。因此,為了提高丙烯的選擇性和減少積炭的生成,調(diào)控丙烯深度脫氫的反應能壘(E,)與丙烯脫附的能量(E_)的相對大小是關(guān)鍵。若E,>E=,丙烯更容易從Pt表面脫附到氣相中,使得丙烯選擇性增加。相反,若E,<E=,丙烯更容易發(fā)生深度脫氫生成焦炭物種。因此,有很多實驗或理論工作圍繞著E,與E的調(diào)控而展開。比如采用實驗與密度泛函理論(DFT)計算相結(jié)合的方法研究Pt的不同晶面在PDH反應中的反應規(guī)律。結(jié)果表明,以晶面為主的八面體Pt顆粒(12.Onm)比以(100)晶面為主的立方體Pt顆粒(11.Snm)具有更高的丙烯選擇性和穩(wěn)定性。原因是Pt (111)晶面具有較弱的丙烯吸附強度,較高的C-H鍵斷裂能壘,進而抑制丙烯的深度脫氫反應,使其具有更高的丙烯選擇性。 Pt基二氯丙烷催化劑在催化丙烷脫氫產(chǎn)生丙烯的同時也會催化丙烯深度脫氫變成積炭前體,在高溫條件下會進一步轉(zhuǎn)變成焦炭。根據(jù)焦炭的化學組成,可以分為脂肪族類、芳香族類和石墨類。采用單層一多層焦炭沉積模型來描述焦炭在Pt基二氯丙烷催化劑上的形成過程。在第一個階段,吸附在二氯丙烷催化劑上的丙烯首先形成焦炭前體并繼續(xù)反應生成焦炭沉積在二氯丙烷催化劑表面,這些直接在二氯丙烷催化劑表面形成的焦炭稱為單層焦;在第二個階段,焦炭繼續(xù)形成并在單層焦上沉積形成多層焦。第一個階段的積炭速率很快,會導致二氯丙烷催化劑活性迅速下降,而在第二個階段積炭速度變緩,二氯丙烷催化劑的活性也開始緩慢下降。http://jxtgly.cn/