改性HZSM-5分子筛催化剂上丙烷的芳构化反应研究

副题名

外文题名

Nonoxidative dehydro-aromatization of methane over Mo and W based HZSM-5 supported catalysts

导师

张鸿斌,曾金龙,林国栋教授指导

学位授予单位

厦门大学

学位授予时间

1999

关键词

甲烷脱氢芳构化 催化剂 天然气

馆藏号

O643.3

唯一标识符

108.ndlc.2.1100009031010001/T3F24.012002664848

馆藏目录

2001\O643.3\166

流化床反应器生产芳腈的方法专利目的

《流化床反应器生产芳腈的方法》所要解决的技术问题是2011年11月前技术中氨氧化反应温度难以控制，反应热撤除效果差的问题，提供一种新的用于氨氧化流化床生产芳腈的方法。该方法具有温度控制稳定，反应撤热效率高且方便，还具有反应温度控制自如，节能降耗，有利于提高产品收率的优点。

流化床反应器生产芳腈的方法技术方案

《流化床反应器生产芳腈的方法》采用的技术方案如下：以C7～C8的芳烃及其衍生物、氨气和氧气为原料，其原料摩尔比为1:1～15:2～15，在反应温度350～450℃，反应压力0.005～0.1兆帕，反应负荷0.03～0.08WWH^-1的条件下，原料在流化床反应器内与含钒和铬的催化剂接触反应生成相应的芳腈，通过在流化床反应器内设置撤热管，并分别通入以水、水蒸汽或有机溶剂为冷却剂撤热控制反应温度，其中撤热管型式采用U形管或直管。

上述技术方案中，C7～C8的芳烃及其衍生物选自甲苯、二甲苯、卤代甲苯和杂环类甲基化合物，其反应产物为所对应的腈类。

上述技术方案中，冷却剂为水、水蒸汽或有机溶剂，优选为水或水蒸汽。

上述技术方案中，撤热管可采用单组单层或多层，或多组单层或多层，优选为单层双组或双层双组。

上述技术方案中，撤热管型式可为U形管和直管，优选为U形管。

上述技术方案中，催化剂选用以二氧化硅为载体和以原子比计化学式如下的组合物：V_1.0Cr_aA_bB_cC_dO_x，式中A为选自锂、钠、钾、铷或铯中的至少一种；B为选自镁、钙、钡、钨、钛、钼、锰、铁、钴、镍或锡中的至少一种；C为选自硼或磷中的至少一种；其中a为0.3～2.0；b为0.01～0.5；c为0.05～1.0；d为0～2.0；x为满足其它元素化合价所需氧原子数的总和；催化剂中载体二氧化硅的含量以重量百分比计为30～90％，平均粒径70～100微米。

上述技术方案中，氨氧化反应温度为300～500℃，反应压力0.1～0.4兆帕(绝压)。

流化床反应器生产芳腈的方法改善效果

《流化床反应器生产芳腈的方法》提供设置的撤热管交换面积由反应器生产能力的放热量决定，一般是它计算理论面积的5-15倍。设置充足余量的撤热管对控制温度是有利的，其在反应器内可改善气相流态化质量，减少流态化中“气泡”、“沟流”和“腾涌”等非稳定流化现象的出现，有利于提高生产装置的稳定性和反应产物的收率。

该发明提供设置的撤热管的组数可由控制精度决定，一般可设置液体水组和气体水组。液体水组通过水汽化成带压饱和蒸汽来移去绝大部分的反应热，粗略控制反应温度；温度的微小变化由气体水组精确控制，使生产装置长期稳定地运行。控制方式可由人工或计算机集成控制，可用调节阀实现。

该发明使用的反应温度由使用催化剂和反应决定。一般地，适宜的反应温度及其分布能提高产物的收率和选择性，反之会或使原料发生深度氧化使选择性下降，或使反应的单程转化率下降，使生产成本上升。

该发明提供设置的撤热管移去的反应热可由饱和蒸汽或过热蒸汽形式回收利用。一般地由液体水组产生的带压蒸汽，其压力可视情况0.1～4兆帕，可视实际情况分别回收利用。

采用《流化床反应器生产芳腈的方法》的方法生产苯甲腈、邻氯苯甲腈、间苯二甲腈和3-氰基吡啶等，由于使用U形管，改善了换热效果和撤热效率，使其反应温度在较长的时间偏差可控制在±1℃以内，提高了其产品的收率，取得了较好的技术效果。