H C H C ??脱氢反应是一个吸热过程,反应焓ΔH=120 KJ/mol,工业上需要在500℃以上进 Al 2O 3为载体并加入碱金属的铬基或铂基催化剂进行催化脱氢。异丁烷脱氢是指在一定的温度和压力下,在叔碳原子和一个伯碳原子上发生碳氢键的断裂,形成行,因而不可避免的会发生许多的副反应,生成副产物如CH 4、C 3H 8、C 3H 6、焦炭等。异丁烷催化脱氢工艺通过选择合适的催化剂降低反应的活化能,选择性的催化异丁烷脱氢生成异丁烯,降低副反应的发生,使原料尽可能多的向目的产物转化。从热力学角度考虑,高温低压有利于反应的进行,但实际生产中温度过高会加剧副反应的进行,产生的积碳会导致催化剂失活。铂系催化工艺通过加入氢气减缓积碳的生成对于异丁烷的脱氢反应是不利的。 1.3 脱氢反应机理铬基催化剂对异丁烷脱氢反应的催化活性通常取决于Cr 3+的配位不饱和度。在物性和处理条件不同的情况下,有三种不同形态的Cr 3+。(1)在氧化态样品中由五价和六价铬离子还原得到的Cr 3+;(2)非晶体铬基催化剂中同时存在于氧化态和还原态样品中的非氧化还原态Cr 3+;(3)存在于晶体铬基催化剂Cr 3+。在铬含量较少的情况下,氧化还原态的Cr 3+居多。随着铬含量的增加,非晶形铬离子的数量增多,通过X射线衍射观察到的主要是晶型铬离子。现已证明,氧化还原态和非氧化还原态的三价铬离子在脱氢反应过程中都具有活性,但晶型铬离子的活性较低。铬基催化剂上的异丁烷脱氢反应动力学和机理已在多家期刊杂志[8-9]上发表过。然而这些研究得到的结论并不一致,按照催化剂表面氧离子是否参加反应, 及活性中心的数量可以分为4种机理。 1.3.1 无氧同活性位机理 i-C 4H 10+ Cr ??? i-C 4H 10…Cr i-C 4H 10…Cr + Cr ??? i-C 4H 8…Cr + H 2…Cr 万方数据
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