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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