1，2-二氯乙烷催化裂解制备氯乙烯的工艺研究

【摘要】：氯乙烯单体(VCM)是一种基本的化工原料,其聚合物(PVC)是五大通用合成树脂之一,有着广泛的应用领域。随着氯乙烯需求量的逐渐增大,研究开发氯乙烯生产的工艺技术具有重要的意义。 目前工业上生产氯乙烯走的主要是以乙烯法为主的石油化工路线,即由二氯乙烷(EDC)裂解制得。但传统的热裂解工艺存在炉管易结焦、生产周期短、能耗高等主要问题。而且热裂解过程会有很多副产物的产生,为了保证产物VCM的选择性,原料EDC的转化率仅为50%左右,后段分离操作费用极大。 针对上述问题,本文研究的创新点在于寻找合适的催化剂,走催化裂解制备氯乙烯的道路。具体包括以下内容：选择合适的催化剂和载体,并对所选催化剂进行表征；建立该气相催化反应的工艺流程,并完成对催化反应特性的研究；通过对反应特性的研究探索该反应的最佳工艺条件,并考察了催化剂的寿命和稳定性；探究催化剂失活原因,选择合适的催化剂再生方式。 通过实验研究,确定果壳活性炭及以活性炭为载体氯化钡为活性组分的催化剂有较好的催化活性,较优的反应条件为：在温度为280℃,空速为74h-1,催化剂粒径为80目时,EDC的转化率为47%左右,VCM的选择性可高达96%。在反应740h后,EDC的转化率仍能维持在23%左右。 【关键词】：氯乙烯 1 2二氯乙烷 催化裂解 工艺条件
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TQ222.423
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 前言11-13
• 1.1 背景介绍11-12
• 1.2 课题研究目的与意义12-13
• 第2章 文献综述13-26
• 2.1 实验涉及原料和产品介绍13-14
• 2.1.1 二氯乙烷13
• 2.1.2 氯乙烯13-14
• 2.2 PVC制品的用途14-15
• 2.3 PVC产能及市场需求15-17
• 2.3.1 国外产能分析15
• 2.3.2 国内市场分析15-17
• 2.4 氯乙烯生产工艺的分析17-20
• 2.4.1 乙炔法合成氯乙烯17-18
• 2.4.2 乙烷法生产氯乙烯18-19
• 2.4.3 乙烯法制备氯乙烯19-20
• 2.5 氯乙烷裂解过程20-25
• 2.5.1 氯乙烷非催化热裂解20-21
• 2.5.2 氯乙烷催化裂解21-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第3章 实验研究方法26-33
• 3.1 实验原料与设备26-27
• 3.2 催化剂表征27
• 3.2.1 比表面积与孔径分布27
• 3.2.2 SEM分析27
• 3.2.3 TPD分析27
• 3.2.4 TG分析27
• 3.3 催化剂评价与反应工艺路线27-31
• 3.3.1 实验装置及流程27-28
• 3.3.2 分析方法与评价指标28-31
• 3.4 热力学研究31-33
• 3.4.1 平衡温度计算31-32
• 3.4.2 平衡转化率计算32-33
• 第4章 催化反应特性研究33-50
• 4.1 温度对反应特性的影响33-35
• 4.2 浓度对反应特性的影响35-36
• 4.3 空速对反应特性的影响36-37
• 4.4 新设备内反应特性的考察37-42
• 4.4.1 中温空速序列实验38-40
• 4.4.2 低空速高温序列实验40
• 4.4.3 活性炭种类的影响40-42
• 4.5 内外扩散的影响42-44
• 4.5.1 内扩散的影响42-43
• 4.5.2 外扩散的影响43-44
• 4.6 催化剂表征44-49
• 4.6.1 外观形貌与BET分析44-45
• 4.6.2 孔结构分析45-46
• 4.6.3 SEM分析46-47
• 4.6.4 NH3-TPD分析47-48
• 4.6.5 TG/DTG分析48-49
• 4.7 本章小结49-50
• 第5章 催化剂稳定性及寿命考察50-59
• 5.1 反应条件的选择50-51
• 5.2 催化剂稳定性研究51-52
• 5.2.1 温度对催化剂稳定性的影响51-52
• 5.2.2 空速对催化剂稳定性的影响52
• 5.3 催化剂寿命研究52-54
• 5.4 固定床床层温度分布54-57
• 5.5 本章小结57-59
• 第6章 催化剂再生研究59-66
• 6.1 催化剂的失活与再生59-60
• 6.1.1 催化剂失活59
• 6.1.2 催化剂再生59-60
• 6.2 再生催化剂活性考察60-61
• 6.3 再生催化剂表征61-65
• 6.3.1 再生催化剂BET分析61-62
• 6.3.2 再生催化剂SEM分析62-63
• 6.3.3 再生催化剂孔结构分析63-64
• 6.3.4 再生催化剂TPR分析64-65
• 6.4 本章小结65-66
• 第7章 结论66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71

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