二氯丙烷直接脱氢制丙烯反应为热裂解反应,是吸热过程,热力学上不易进行,500℃时平衡转化率为18%,600℃时为50%左右。为了获得较高的二氯丙烷转化率,反应温度一般需控制在700℃ 以上。但是,高温操作不易控制,因为在较高温度下C—C键比C—H键更容易断裂,因此二氯丙烷容易裂解生成甲烷、乙烷和乙烯,且生成的丙烯还会进一步脱氢聚合成多环芳烃等深度脱氢产物,不仅丙烯产率低, 还造成催化剂结焦失活。另外,增加反应体系压力也不利于二氯丙烷脱氢反应, 如在反应 温度590℃, 101325Pa时,二氯丙烷的转 化率达到43%,此时产物 中丙烯的摩尔分 数只占30%,而在0.01 MPa下, 产物中丙烯的摩尔分数可以提高到45%。以Pt-Sn/Al2O3为催化剂,采用固定床微分反应器研究了二氯丙烷脱氢过程的反应动力学, 认为在脱氢过程中可能有3个主要的步骤。第一步为吸附阶段,反应物二氯丙烷首先吸附在催化剂的表面; 第二步为反应阶段,吸附态的二氯丙烷在催化剂的作用下C—H键断裂,形成吸附态的C3H7,接着进一步断裂C—H键生成C3H6*;第三步为 解吸阶段, 吸附态的C3H6从催化剂表面脱附生成丙烯。其反应机理如式(1)~式(4)所示。以Cr2O3/Al2O3为催化剂,采用内径为8mm的石英管反应器进行催化二氯丙烷脱氢制丙烯反应。他们根据 二氯丙烷脱氢氧化反应 的特点,利用Langmuir-Hinshelood原理,首先假定催化剂表面都是均匀的、理想的,所有被吸附的二氯丙烷分子在催化剂表面的吸附平衡都满足Langmuir吸附等温式;吸附在催化剂表面的二氯丙烷分子形成表面络合物,而这些表面络合物之间通过相互作用进一步反应,转化为吸附态的丙烯分子,最后吸附态的丙烯分子从理想的催化剂表面脱附,得到气相的丙烯,反应历程如图1所示。www.anhuanchem.com