第1章 绪论 1
1.1 低碳烯烃制备技术的现状及面临的挑战 1
1.1.1 低碳烯烃制备技术的现状 1
1.1.2 低碳烯烃制备技术所面临的挑战 4
1.2 低碳烯烃制备技术的演变及发展 6
1.2.1 低碳烯烃制备技术第一阶段 6
1.2.2 低碳烯烃制备技术第二阶段 6
1.2.3 低碳烯烃制备技术第三阶段 9
1.3 绿色、节能低碳烯烃制备技术 12
1.3.1 轻石脑油催化裂解 12
1.3.2 乙烯／丁烯歧化转化 13
1.3.3 低碳烷烃脱氢 13
1.3.4 甲醇制烯烃 14
1.4 展望 15
参考文献 17
第2章 轻石脑油裂解反应及催化剂 20
2.1 前言 20
2.2 高性能的催化裂解催化剂 21
2.2.1 分子筛孔结构与酸度的影响 21
2.2.2 小晶粒与原位晶化ZSM-5的催化裂解性能 24
2.2.3 催化裂解催化剂的水热稳定性 31
2.2.4 高水热稳定催化剂的结构表征 33
2.2.5 流化床催化裂解催化剂成型 35
2.3 轻石脑油裂解催化剂的反应机理研究 38
2.3.1 水热处理前后催化剂的反应机理 38
2.3.2 催化剂失活机制和再生特性 42
2.3.3 轻石脑油中各典型化合物的催化裂解反应机理 55
2.4 小结 65
参考文献 65
第3章 轻石脑油催化裂解反应工程基础 71
3.1 轻石脑油催化裂解反应工程技术 71
3.1.1 固定流化床主要工艺参数影响规律 71
3.1.2 循环流化床工艺 74
3.1.3 流化床反应器及其数学模型 78
3.2 轻石脑油催化裂解集总反应动力学 81
3.2.1 集总模型的建立 81
3.2.2 集总反应动力学模型推导及参数计算 83
3.2.3 失活动力学 86
3.2.4 六集总反应-失活动力学模型 87
3.3 催化剂积炭量的在线检测与故障诊断 88
3.3.1 催化剂积炭量的频率位移模型 89
3.3.2 催化剂积炭量的偏最小二乘回归模型 92
3.3.3 催化剂积炭量声发射检测的工业应用试验 94
3.4 小结 98
参考文献 99
第4章 烯烃歧化转化催化技术 100
4.1 前言 100
4.2 1-丁烯自身歧化制己烯催化材料研究 101
4.2.1 W系催化剂的研制 101
4.2.2 Re系催化剂的研制 106
4.3 1-丁烯和2-丁烯交叉歧化制丙烯催化剂及反应工艺研究 109
4.3.1 催化剂制备及评价 110
4.3.2 反应工艺对催化性能的影响 110
4.3.3 1-丁烯和2-丁烯比例对催化性能的影响 111
4.3.4 长周期运行实验 111
4.3.5 催化剂积炭和再生研究 112
4.3.6 反应产物分布 113
4.4 丁烯和乙烯歧化制丙烯催化剂及反应研究 113
4.4.1 烯烃双键异构化催化剂的研制 114
4.4.2 烯烃歧化催化剂的研制 117
4.4.3 丁烯和乙烯歧化制丙烯反应性能考察 118
4.5 烯烃原料深度净化的吸附材料及吸附模型 118
4.5.1 复合吸附剂制备及吸附性能评价 118
4.5.2 改性分子筛吸附用于深度脱除烯烃中二甲醚的研究 124
4.5.3 丙烯在离子交换NaX分子筛上的吸附热力学研究 129
4.5.4 固定床吸附穿透过程模拟 133
4.6 小结 142
参考文献 142
第5章 低碳烷烃脱氢催化材料及工艺 146
5.1 前言 146
5.1.1 铂系脱氢催化材料研究进展 147
5.1.2 低碳烷烃脱氢反应工艺 150
5.2 高效烷烃脱氢催化材料 159
5.2.1 铂系脱氢催化材料 159
5.2.2 铬系脱氢催化剂 183
5.3 烷烃脱氢-氢选择性氧化催化剂 186
5.3.1 催化剂载体制备 186
5.3.2 单Pt/Al2O3催化剂 192
5.3.3 铂基催化剂 196
5.3.4 金属氧化物催化剂 206
5.4 异丁烷脱氢制异丁烯催化反应工程化技术 211
5.5 小结 212
参考文献 213
第6章 丙烷／异丁烷脱氢-氢氧化催化反应工程基础 220
6.1 前言 220
6.2 烷烃脱氢反应机理及反应动力学 221
6.2.1 催化反应机理 221
6.2.2 Pt-Sn催化剂反应机理 236
6.2.3 Pt金属上H的选择性氧化机理 246
6.2.4 Pt-Sn催化剂的结焦性能 252
6.2.5 丙烷脱氢催化反应动力学 257
6.2.6 丙烷脱氢催化反应动力学的粒径效应 260
6.3 丙烷脱氢催化剂失活过程模拟 262
6.3.1 催化剂失活动力学 262
6.3.2 一维径向反应器模型 265
6.3.3 模拟结果 266
6.4 丙烷脱氢催化剂烧焦过程模拟 267
6.4.1 轴、径向反应器烧焦过程比较 268
6.4.2 反应-再生周期 268
6.4.3 烧焦过程中的热稳定性 271
6.4.4 氧气快速混和器设计 275
6.5 丙烷脱氢-氢氧化反应器 275
6.5.1 丙烷脱氢反应器形式 276
6.5.2 常用的气体分布器与混合器 276
6.5.3 环隙错流混合器 280
6.5.4 混合器尺寸结构对混合效果的影响 282
6.5.5 错流射流混合实验 283
6.6 小结 285
参考文献 286
第7章 甲醇制烯烃催化新工艺 291
7.1 MTO催化材料研究 291
7.1.1 “硅岛”的控制方法 292
7.1.2 MTO催化剂上的积炭研究 294
7.2 甲醇制烯烃反应工程基础 295
7.2.1 甲醇制烯烃反应热力学研究 296
7.2.2 甲醇制烯烃反应动力学 297
7.2.3 甲醇制烯烃反应器形式 302
7.2.4 操作参数对MTO反应的影响规律分析 306
7.2.5 甲醇制烯烃反应工艺 312
7.3 甲醇制烯烃催化反应机理 313
7.3.1 引言 313
7.3.2 直接反应机理 313
7.3.3 烃池间接反应机理 315
7.3.4 反应机理研究展望 327
7.4 S-MTO技术工业应用 327
参考文献 328