庞洪强，隋志军，朱贻安，周兴贵



不同粒径Pd/Al2O3催化乙炔加氢反应微观动力学分析

庞洪强，隋志军，朱贻安，周兴贵

（华东理工大学化学工程联合国家重点实验室，上海 200237）

采用等量浸渍法制备了α-Al2O3负载的系列Pd催化剂，运用BET、XRD、ICP-AES、CO化学吸附、TEM等手段对催化剂进行了表征；根据部分析因实验设计方案进行动力学实验，采用微观反应动力学方法模拟和分析了所获稳定期本征动力学实验结果。结果发现，制备所得催化剂Pd颗粒的平均粒径分别为1.6、3.4、5.5 nm，CO化学吸附所测定达到活性稳定期后的催化剂表面Pd原子数与Hardeveld模型计算的Pd(111) 表面原子数一致；模拟结果表明该微观动力学模型可以很好地模拟不同粒径催化剂上的动力学结果，在所研究范围内表面最丰物种为C2H4*和C2H3*，通过微观与宏观动力学的特征判断3种催化剂上乙炔加氢的速率控制步骤为乙烯基加氢生成乙烯。

多相反应；乙炔加氢；微观动力学模型；粒径效应；催化剂

引 言

蒸汽裂解烃类原料生产聚合级乙烯是重要的石油化工过程之一，是乙烯生产最重要的方法[1]。通过这种方法生产的乙烯中含有0.5%～2%的乙炔，会导致后续聚合过程的催化剂中毒，因此必须将乙烯产品中的乙炔含量降低至10-6量级[2-4]。目前，工业上去除乙炔应用最广泛的方法是在负载Pd系催化剂上进行乙炔选择性加氢[5-7]。

由于乙烯工业的重要性，乙炔选择性加氢反应已得到广泛研究[8-9]。近年来量化计算的应用加深了人们对于这一反应的认识。Norskov等[10]针对乙炔加氢反应成功发展了基于DFT计算和微观反应动力学分析的催化剂理性设计方法；……