摘要 1
ABSTRACT 1
绪论 1
第1章 乙烷脱氢制乙烯过程的分析与综述 3
第一节 前言 3
第二节 乙烷脱氢和CO2加氢反应—反应耦合制乙烯与乙烷热裂解生产乙烯 5
2.1 乙烷热裂解制乙烯过程的特点分析 5
2.2 乙烷脱氢和CO2加氢反应耦合制乙烯过程的特点分析 9
第三节 乙烷脱氢和CO2加氢反应—反应耦合制乙烯与O2氧化乙烷脱氢反应制乙烯 11
3.1 O2氧化乙烷脱氢制乙烯过程分析 11
3.2 乙烷脱氢和CO2加氢反应—反应耦合制乙烯过程分析 15
第四节 乙烷脱氢和CO2加氢反应—反应耦合制乙烯过程的工业意义 17
参考文献 19
第2章 乙烷与二氧化碳反应化学的热力学 22
第一节 前言 22
第二节 乙烷与二氧化碳反应的热力学计算与分析 23
2.1 乙烷与二氧化碳反应的主要过程 23
2.2 乙烷与二氧化碳主要反应过程的热力学计算 24
第三节 Fe/Si-2催化剂表面乙烷与二氧化碳反应热力学计算 32
3.1 Fe/Si-2催化剂表面乙烷与二氧化碳反应的热力学计算 32
3.2 Fe/Si-2催化剂表面乙烷与二氧化碳反应的解剖 33
参考文献 34
第3章 乙烷与二氧化碳反应的催化剂研究 35
第一节 前言 35
1.3 乙烷与CO2反应制乙烯的反应 36
1.2 乙烷与CO2重整制合成气反应 36
1.1 催化剂制备 36
第二节 乙烷与CO2重整制合成气的Ni/Si-2催化剂 37
2.1 K-La-Ni/Si-2催化剂CO2与乙烷重整制合成气的反应性能 38
2.2 K-La-Ni/Si-2催化剂CO2与甲烷重整制合成气的反应性能 40
第三节 乙烷与CO2反应制乙烯的Cr/Si-2催化剂 41
3.1 Cr/Si-2催化剂乙烷与CO2制乙烯的反应性能 41
3.2 CO2／乙烷摩尔比对K-Cr-Mn-Ni/Si-2催化剂反应性能的影响 43
3.3 H2O对K-Cr-Mn-Ni/Si-2催化剂乙烷与CO2反应制乙烯性能的影响 44
第四节 乙烷与CO2反应制乙烯的Fe/Si-2催化剂 45
4.1 Fe/Si-2催化剂乙烷与CO2制乙烯的反应性能 45
4.2 CO2／乙烷摩尔比对K-Fe-Mn/Si-2催化剂反应性能的影响 46
4.3 H2O对K-Fe-Mn/Si-2催化剂乙烷与CO2反应制乙烯性能的影响 47
第五节 结论 48
参考文献 49
第4章 乙烷与二氧化碳反应催化剂再生及积炭动力学 51
第一节 前言 51
1.1 催化剂再生试验 52
1.2 催化剂积炭和烧炭TG-DTG实验 52
1.3 积炭催化剂的紫外共振激光拉曼光谱表征 53
第二节 乙烷与CO2反应的催化剂再生性能研究 53
2.1 乙烷与CO2重整制合成气反应Ni/Si-2催化剂的再生性能 53
2.2 乙烷与CO2制乙烯反应Cr/Si-2催化剂的再生性能 54
2.3 乙烷与CO2制乙烯反应Fe/Si-2催化剂的再生性能 56
第三节 乙烷与CO2反应的Ni/Si-2、Cr/Si-2和Fe/Si-2催化剂积炭行为研究 57
第四节 乙烷与CO2反应的催化剂积炭动力学研究 63
4.1 反应时间对积炭的影响 64
4.2 反应物浓度对积炭的影响 66
4.3 反应温度对积炭的影响 69
第五节 乙烷与CO2反应制乙烯积炭催化剂的烧炭再生 72
5.1 积炭催化剂于空气中的烧炭行为 72
5.2 积炭催化剂于空气下烧炭动力学参数计算 73
第六节 结论 75
参考文献 76
第5章 乙烷与二氧化碳反应的动力学 77
第一节 前言 77
第二节 反应条件对K-Fe-Mn/Si-2催化剂CO2与乙烷反应性能的影响 78
2.1 反应温度对催化剂性能的影响 78
2.2 反应压力对催化剂性能的影响 80
2.3 反应原料气空速对催化剂性能的影响 80
3.1 乙烷脱氢反应动力学方程参数确定（一级反应） 81
第三节 动力学分析 81
3.2 CO2加氢耦合乙烷脱氢制乙烯与乙烷热裂解制乙烯反应速率常数比较 84
3.3 CO2加氢反应动力学方程参数的确定（二级反应） 85
3.4 CO2加氢耦合乙烷脱氢与CO2加氢反应速率常数比较 87
第四节 结论 89
参考文献 90
第6章 乙烷与二氧化碳反应的催化剂表征 91
第一节 前言 91
1.1 CO2加氢转化反应 92
1.2 CO2-TPD表征 92
1.3 CO2/H2-TPSR和CO/H2-TPSR表征 92
1.4 CO2/H2脉冲反应 92
1.5 催化剂烧炭差热（DTA）与热重（TG）分析 92
2.1 Cr/Si-2催化剂CO2加氢性能的影响 93
第二节 Cr/Si-2和Fe/Si-2催化剂的CO2加氢反应性能 93
2.2 Fe/Si-2催化剂CO2加氢性能的影响 94
第三节 Fe/Si-2催化剂K2O和MnO助剂作用的研究 96
3.1 MnO和K2O对Fe/Si-2催化剂CO2-TPD性能的影响 96
3.2 MnO和K2O对Fe/Si-2催化剂CO2/H2-TPSR性能的影响 98
3.3 MnO和K2O对Fe/Si-2催化剂CO/H2-TPSR性能的影响 100
3.4 MnO和K2O对Fe/Si-2催化剂CO2/H2脉冲反应性能的影响 102
第四节 结论 103
参考文献 104
第7章 乙烷与CO2反应催化剂在FCC尾气综合利用中的应用 105
第一节 前言 105
第二节 Ni/Si-2催化剂用于FCC干气中低碳烷烃与CO2重整制合成气 106
3.1 Cr/Si-2和Fe/Si-2催化剂用于FCC干气中稀乙烷直接与CO2反应制乙烯 107
第三节 Cr/Si-2和Fe/Si-2催化剂用于FCC干气中稀乙烷直接与CO2反应制乙烯 107
3.2 Cr/Si-2和Fe/Si-2催化剂用于不含乙烯FCC干气中乙烷直接与CO2反应 108
第四节 100mL装置上Cr/Si-2和Fe/Si-2催化剂用于FCC干气中乙烷与CO2制乙烯反应性能 109
4.1 100mL反应装置K-Cr-Mn-Ni/Si-2催化剂单程寿命试验 109
4.2 100mL反应装置K-Fe-Mn/Si-2催化剂单程寿命试验 110
4.3 100mL装置上反应条件对K-Cr-Mn-Ni/Si-2催化剂性能的影响 111
第五节 FCC干气综合利用新流程的探讨 114
第六节 结论 115
参考文献 116
第8章 结论 117
公开发表论文 121
成果与专利 130
致谢 134