水蒸气和空气活化对VPO催化剂物性及催化性能的影响
2012-01-13王海波佟明友
石油炼制与化工 2012年12期
关键词:催化剂
许 磊,薛 东,王海波,佟明友
(1.辽宁石油化工大学,辽宁抚顺113001;2.中国石化抚顺石油化工研究院)
正丁烷选择性氧化制顺丁烯二酸酐(简称顺酐)是生产顺酐的主要方法,钒磷氧(VPO)催化剂是目前该反应最有效的催化剂。VPO催化剂需经过对前躯体的活化才能有活性,活化过程对催化剂的活性具有重要的影响。Taufiq-Yap等[1-2]的研究结果表明,影响活化效果的因素有活化气氛、活化时间和活化温度等,其中活化气氛会影响催化剂的表面性质和晶相结构。Okuhara等[3-4]研究了正丁烷/空气混合气、空气和氮气等对VPO催化剂活化的影响。目前关于水蒸气对VPO催化剂活化的研究报道较少。Ryumon等[5]认为水蒸气的存在可能使其与催化剂中的磷形成氢键,P—OH,P—O—P,P—O—V等键的水合作用会影响催化剂的晶相结构和表面性质。Centi[6]的研究结果表明,水蒸气的存在会影响催化剂的活性和产物选择性,因为水蒸气影响了VPO催化剂的表面P/V原子比,但缺乏证明依据。本课题通过研究水蒸气和空气活化对VPO催化剂物性的影响,以及对正丁烷选择性氧化制顺酐反应催化活性的影响,进一步认识VPO催化剂的活化过程。
1 实 验
1.1 催化剂前躯体的制备
在三口烧瓶中按P/V原子比1.1∶1的比例加入一定量的V2O5和焦磷酸,并加入异丁醇作溶剂,加热回流16h。将反应液冷却至室温,经抽滤、洗涤得到蓝色沉淀物。然后经过干燥、焙烧,得到催化剂前躯体粉末,压片成型。
1.2 催化剂活化
将上述催化剂前躯体放入固定床中,加热升温至250℃,开始通入空气,然后以100℃/h的速率升温至400℃,保持6h,得到催化剂FVO-0。……
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