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丙烯是生产聚丙烯、异丙基苯、丙烯腈、丙三醇等的重要原料。近年来,国内外市场对丙烯的需求日趋增大,其需求量增幅已超过乙烯。而丙烯供需较为短缺,因此国内外的企业和研究机构对丙烯生产技术的开发表现出很大的关注。因丙烷的廉价易得,丙烷脱氢生产丙烯已成为仅次于蒸汽裂解和FCC工艺的第三大丙烯生产技术。水滑石是一种重要的复合材料,其作为催化剂、催化剂载体、催化剂前驱体得到了广泛地应用。水滑石煅烧产物金属复合氧化物具有较高的比表面积,表现出较强的碱性。在富含水蒸汽的反应条件下,其具有很好的抗烧结性能。而Pt-Sn/Mg-Al-O催化剂应用于丙烷脱氢反应时,也表现出很大的优势。Pt-Sn/Al2O3催化剂再生时,需要加入氯化剂进行活化,易腐蚀设备。而Pt-Sn/Mg-Al-O催化剂因其具有金属自分散性,再生时只需通入空气烧焦即可。 本文采用溶胶凝胶法制备镁铝水滑石(Mg-Al-LDH),其为载体镁铝复合氧化物(Mg-Al-LDO)的前驱体。通过等体积浸渍制备Pt-Sn/Mg-Al-O催化剂。使用气相色谱对Pt-Sn/Mg-Al-O催化剂催化丙烷脱氢反应的产物进行分析,经计算得到丙烷转化率、丙烯选择性等数据,评价催化剂的性能。本文考察了分别以Al2O3和Mg-Al-LDO为载体负载Pt-Sn时两种催化剂的催化性能;考察了水滑石制备、Mg/Al、煅烧温度、Sn助剂含量、Pt负载量对Pt-Sn/Mg-Al-O催化剂催化性能的影响;考察了Pt-Sn/Mg-Al-O催化剂的稳定性和多次再生性能;考察了反应温度、进料空速及稀释剂比例对反应结果的影响;考察了不同挤条、压片成型方案的成型催化剂的性能。采用XRD、SEM、TEM、BET、PSD和CO脉冲吸附等手段对催化剂进行表征。对比非成型催化剂,三种挤条成型方案的催化剂催化活性较低,仍需要进行改进;四种压片成型方案中,对催化剂粉末进行压片成型的方式得到的成型催化剂催化活性最好,可以达到实验要求。Pt-Sn/Mg-Al-O催化剂具有较好催化性能,最后确定组成为Mg/Al摩尔比为3,焙烧温度600℃,Pt(wt%)=0.35,n(Pt)∶n(Sn)=1∶2的催化剂粉末,与微晶纤维素、石墨按质量比为90∶5∶5的比例进行压片成型。将压片片状颗粒研磨为20-40目并装填入微型固定床反应器中,在GHSV(C3H8)=1000h-1,n(C3H8)∶n(H2)∶n(H2O)=1∶0.2∶1.5的反应条件下,通过升温补偿法保持丙烷转化率在30%以上可连续运转287h,丙烯选择性达97%以上。