| 二氯丙烷直接脫氫制丙烯反應為熱裂解反應,是吸熱過程,熱力學上不易進行,500℃時平衡轉化率為18%,600℃時為50%左右。為了獲得較高的二氯丙烷轉化率,反應溫度一般需控制在700℃ 以上。但是,高溫操作不易控制,因為在較高溫度下C—C鍵比C—H鍵更容易斷裂,因此二氯丙烷容易裂解生成甲烷、乙烷和乙烯,且生成的丙烯還會進一步脫氫聚合成多環芳烴等深度脫氫產物,不僅丙烯產率低, 還造成催化劑結焦失活。另外,增加反應體系壓力也不利于二氯丙烷脫氫反應, 如在反應 溫度590℃, 101325Pa時,二氯丙烷的轉 化率達到43%,此時產物 中丙烯的摩爾分 數只占30%,而在0.01 MPa下, 產物中丙烯的摩爾分數可以提高到45%。以Pt-Sn/Al2O3為催化劑,采用固定床微分反應器研究了二氯丙烷脫氫過程的反應動力學, 認為在脫氫過程中可能有3個主要的步驟。第一步為吸附階段,反應物二氯丙烷首先吸附在催化劑的表面; 第二步為反應階段,吸附態的二氯丙烷在催化劑的作用下C—H鍵斷裂,形成吸附態的C3H7,接著進一步斷裂C—H鍵生成C3H6*;第三步為 解吸階段, 吸附態的C3H6從催化劑表面脫附生成丙烯。其反應機理如式(1)~式(4)所示。以Cr2O3/Al2O3為催化劑,采用內徑為8mm的石英管反應器進行催化二氯丙烷脫氫制丙烯反應。他們根據 二氯丙烷脫氫氧化反應 的特點,利用Langmuir-Hinshelood原理,首先假定催化劑表面都是均勻的、理想的,所有被吸附的二氯丙烷分子在催化劑表面的吸附平衡都滿足Langmuir吸附等溫式;吸附在催化劑表面的二氯丙烷分子形成表面絡合物,而這些表面絡合物之間通過相互作用進一步反應,轉化為吸附態的丙烯分子,最后吸附態的丙烯分子從理想的催化劑表面脫附,得到氣相的丙烯,反應歷程如圖1所示。yunshisz.com |
