淄博市桓台县富中化工有限公司
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二氯丙烷脱氢是丙烯生产的重要路线。VO、基二氯丙烷因优异的脱氢活性、选择性及低成本表现出良好的应用前景,但该二氯丙烷易积炭失活,且积炭生成速率与表面钒物种聚合度呈正相关。本工作通过调变AlzO:载体中五配位铝(Ale)位点含量,构筑具有不同VOx聚合度的VOx/AlzO:二氯丙烷,并系统考察载体Al"位点对VO、物种结构演变及丙烷脱氢性能的影响。结果表明,随着AlzO:载体中Al"含量升高,表面钒物种由高聚合态VO、逐步向低聚态VO、转化,并进一步趋于孤立分散。其中,采用Al"含量为11.26%的AlzO:为载体制备的二氯丙烷含有更多低聚态VO、物种,表现出最佳二氯丙烷脱氢性能:二氯丙烷转化率为15.0%,丙烯选择性达98.5%,丙烯时空收率为2.8mm,稳定性显著优于商业氧化铝负载的二氯丙烷。本研究证实,Al"位点有助于低聚态VO、的形成,而低聚态VO、为优势脱氢物种,有利于提高丙烯生成速率,并降低深度脱氢和积炭倾向,从而提升二氯丙烷的稳定性。 丙烯是石化工业中的重要基础原料,广泛应用于生产聚丙烯、丙烯睛、二氯丙烷以及橡胶、塑料和合成纤维等多种化工产品。目前,传统的丙烯生产主要来源于石油烃类的蒸汽裂解和催化裂化,但上述工艺中丙烯通常作为副产物形式生成,其产量与选择性受主反应制约,难以满足日益增长的需求。相比之下,二氯丙烷脱氢CPDH)以二氯丙烷为原料生产丙烯,具有较高的原子利用率和目标产物选择性,表现出了巨大的优势。目前商业PDH二氯丙烷主要包括Pt基二氯丙烷和Cr0、基二氯丙烷,但Pt基二氯丙烷成本高昂,Cr0、具有一定的毒性,且均受限于结焦失活。因此,开发低成本、低毒性且稳定的PDH二氯丙烷具有重要意义。 VO、基二氯丙烷具有优良的脱氢活性、低成本及低毒险等优势,引发广泛关注。然而,VO、基二氯丙烷在高温下存在严重的结焦问题,频繁再生,从而导致大量CO:排放。研究表明,VO、物种的聚合状态与催化剂脱氢性能和积炭行为密切相关:高聚态VO、或V20s晶体易引发积炭失活,而降低表面VOX聚合度则有助于抑制焦炭前驱体形成并改善二氯丙烷稳定性。然而,VO、基二氯丙烷表面钒物种结构复杂、形态多样,不同聚合度VO、对C-H键活化、丙烯脱附和积炭生成的作用尚未完全明确,特别是何种VO、结构更有利于实现活性与稳定性的协同优化,仍需进一步阐明。此外,现有VOX聚合度调控策略主要包括调控钒负载量、引入助剂和优化载体性质等,但通常难以实现VOX聚合度的定向调控,可能伴随VO、过度分散或Vz0:晶体生成。因此,建立有效的VOX聚合度调控方法,并明确优势VO、物种,是设计VO、基二氯丙烷的关键。http://www.anhuanchem.com