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我国有丰富的C4资源,广泛存在于石油气、天然气和裂化气和其他C4馏分中,其中有40%的异丁烷,具有极大的商业挖掘价值。但是,我国C4馏分的化工利用率却只有7.8%,而发达国家在60%以上,大部分被用作民用液化石油气燃料,利用率很低,它的下游产品却依赖国外进口。异丁烷催化脱氢制异丁烯是一个重要的发展方向,异丁烯目前是我国稀缺,工业需求增长很快,目前还没有异丁烷脱氢制异丁烯工业化生产的相关报道。本论文首先从反应机理出发,利用化学热力学的基本原理和文献数据,用EXCEL软件对六个独立反应进行了详细的计算,给出了该反应体系的基础热力学参数和反应温度、压力、氢气和异丁烷配比、惰性气与异丁烷配比对化学反应的影响,预测出了最佳的反应条件：异丁烷脱氢为吸热反应850K时,应热效应245kJ/mol,平衡转化率为80%。提高温度、降低压力和氢气与异丁烷比值可使平衡转化率提高。本文利用实验室现有色谱-反装置系统装置来进行异丁烷脱氢制异丁烯实验,全程由计算机控制。分别用多次浸渍法和共混法制备了负载型单载体和双载体V-Fe-K复合氧化物催化剂,并进行异丁烷催化脱氢反应,以反应温度和气体空速为自变量,以异丁烷转化率、产物选择性为指标,重点研究了催化剂载体、反应温度和气体空速对反应体系的影响。并对主副反应选择性的分析研究了该反应体系的反应机理和活化能的关系,探讨了温度对选择性的影响规律。实验结果表明,五种催化剂载体的转化率高低次序为ZSM-5>γ-Al2O3>MgO>TiO2>SiO2,异丁烯选择性从大到小排序与之相同,双载体负载催化剂都好于单载体催化剂,最佳的催化剂为MgO/ZSM-5载体的V-Fe-K复合氧化物催化剂,异丁烯收率达到34.3%,异丁烷选择性则在95%以上；主反应的活化能比均裂反应要小,比异裂反应要大。温度增加,深度裂解使C1和C2增加,C3和异丁烯减小。