M-Bi 系丙烯氨氧化催化剂上氨分解反应动力学研究

M-Bi 系丙烯氨氧化催化剂上氨分解反应动力学研究

524 石油化工 石油化工技术 2001年30期 第7期 Mo-Bi 催化剂上丙烯氨氧化分解动力学 陈凤秋，詹晓莉 (浙江大学化工系，浙江杭州 ) [摘要] 在常压和反应温度 380～445 ℃条件下，研究了工业化工用 Mo-Bi 催化剂上叔丁烯在有和无环氧丙烷存在下的直接氧化分解动力学。提出了由两个基本步骤组成的氨氧化反应机理，并建立了相应的动力学模型。 1 相关词 7 丙烯氨氧化分解动力学 {文章号 1000-8144(2001)-07-0524-04fIA。 ST 分类号 1 TO 013.2f4 1QW A 丙烯氨氧化制丙烯腈是工业生产丙烯蜡的主要工艺，其催化剂和反应器技术已达到较高水平。但随着Mn-Bi系列丙烯蜡催化剂的发展，反应原料气中所需的氨烯烃比有增大趋势，导致反应尾气中含有一定量的氨，需进行相应的后处理，增加了物耗和能耗；有时甚至影响产品质量或引起某些副产物的聚合，造成管道堵塞，影响正常生产。

因此，有必要深入了解氨在丙烯氨氧化催化剂上的行为，以指导工业生产或为降低尾气氨浓度、低氨烯烃比催化剂的工艺技术研发提供技术依据。虽然目前已进行了一些理论和实验研究，但仅认为氨在参与丙烯氨氧化的同时也发生了氧化分解反应，而对氨氧化分解动力学的具体研究相对简单[4]，本课题组前期已对丙烯存在下氨的氧化分解机理和动力学模型进行了研究。至于M-Bi丙烯腈催化剂在20世纪80年代中后期开始工业应用，关于M-Bi丙烯腈催化剂上有无丙烯存在下氨分解反应动力学的研究较少。 本工作针对目前用于丙烯氨氧化反应的M-Bi丙烯腈催化剂上氨分解反应在反应温度范围380～445 ℃（工业反应温度为410～440 ℃）内的动力学特征，比较了有无丙烯存在下的不同规律，提出了相应的动力学模型，并用实验数据进行了验证。反应管为内径4 mm的玻璃管，装填0.6 g粉末状催化剂（粒径50～70 μm），组成固定床整体反应器，反应在常压下进行。用气相色谱分析气相组成（除NH3和HCN外）；先用稀硫酸吸收NH3和HCN，再分别用氢氧化钠溶液和硝酸银溶液滴定。

2 结果与讨论 2.1 氨分解反应特性在常压连续流固定床反应器中，考察了不同温度下有无丙烯存在下丙烯氨氧化催化剂上氨分解反应转化率随停留时间的变化。结果如图1、图2所示。有丙烯存在下的氨分解率等于总氨转化率减去反应产物中丙烯腈和乙腈的转化率。 01 0 0 0 0 2 0 0 0 0 F} e 3 0 0 0 0 4 0 0 0 0} B " min " mol 1 实验部分 原料气预混合均匀，采用进口气体质量流量计严格控制流量；原料气摩尔比为（NH3）：n（O2）：n（N2）=1：1.46：6.66； （q 线）：（NH3）；n（NO2）=1：1.46：6.66；（q 线）：（NH3）；n（NO2）=1：2.07：8.370 图 1 不存在丙烷时氮的各向同性分解，其中 F 为催化剂的质量，n 为 NH3 的初始流速（采集于 2001 年 7 月 20 日）。博士。教授。电气 0571