论文部分内容阅读
乙烯是世界石化工业的基本原料,用在很多重要的化工产品中,是生产聚乙烯、环氧乙烯和二氯化乙烯等产品的主要原料。乙烯主要由石油的裂解产生,然而原油的耗尽刺激了乙烯非石油生产路线的发展,近期,C2H6氧化脱氢反应(ODHE)引起了很多学者的关注,与传统的裂解路径相比C2H6氧化脱氢反应不仅节约能源,而且操作更加灵活,对环境友好[1]。乙烷原料来源丰富,氧化脱氢是放热反应,可在适度的温度(<773 K)表现出较高C2H6转化率,同时采用CO2作为相对不是很强烈的氧化剂,能够明显改善反应产物发生被深度氧化。因此,C2H6脱氢制C2H4是非常有吸引力的路线之一[2]。将Si/Al比为40的ZSM-5(H-形式)分子筛以离子交换的形式在一定浓度的NaNO3溶液中与Na+进行交换,制备了3种交换次数不同的载体。以改性Na-ZSM-5分子筛为载体,采用浸渍法,制备一系列xCr/Na-ZSM-5与7.5Ce-7.5Cr/Na-ZSM-5催化剂。综合FT-IR、XRD、TPD的结果得出,在873 K下焙烧的载体随着交换次数的增加,载体在高温时对CO2的化学吸附能力增强,碱性位数量增多,且强碱位的温度降低,但是结构并没有发生变化。对于xCr/Na-ZSM-5催化剂来说,Cr元素物种的引入有效改变了其表面的酸碱分布和氧化能力。反应条件为1023 K,Vco2/Vc2H6=3时,7.5Cr/Na-ZSM-5催化剂上的C2H6转化率和C2H4收率最大,分别为12.07%和14.16%。Ce物种的添加显著的改善了Cr物种在yCe-7.5Cr/Na-ZSM-5催化剂上的分散,提高了催化剂中铬的还原和Cr6+/Cr3+比,增强了催化剂的稳定性和活性,降低其表面的积碳量。当反应条件为1023K,Vco2/Vc2H6=3,Ce负载量为7.5%时,催化剂表现出很好的活性,C2H6转化率和C2H4收率分别为19.97%和19.11%。