Ru-M-B/ZrO催化苯选择加氢制环己烯动力学的研究

摘要

该文系统地研究了在Ru-M-B/ZrO<,2>催化剂上液相法苯选择加氢制环己烯的动力学、反应机理和催化剂吸附苯的TPD表征.重点研究了液相法苯选择加氢制环己烯的宏观动力学,获得了反应级数、速率常数、活化能和指前因子等动力学参数;确定了苯选择加氢是一个复杂的连续反应;苯转化对苯的反应级数为1,对氢的反应级数:低氢压下为2,中氢压下为分数级,高氢压下为0;环己烯继续加氢生成环己烷的反应级数对环己烯为0,对氢的反应级数:低氢压下为2,中氢压下为分数级,高氢压下为0.高氢压下苯转化的表观活化能为32.63KJ·mol<'-1>,指前因子为735min<'-1>;环己烯继续加氢生成环己烷的表现活化能为21.13KJ·mol<'-1>,指前因子为478mol·L<'-1>·min<'-1>.在此基础上,建立了动力学方程.根据宏观动力学的研究,拟定了具有Langmuir-Hinshelwood历程的反应机理.假定催化剂表面有两种不同的活性中心,苯和氢各自吸附在不同的活性中心上,其吸附遵从Langmuir吸附等温式;表面反应苯转化和环己烯继续加氢为连续反应的两个决定步骤,据此推导出了与实验结果一致的速率方程.通过催化剂吸附苯的TPD研究,得到了苯在催化剂表面上的吸附情况,只出现了一个脱附峰,说明催化剂表面只有一种活性中心吸附苯.通过计算,得出了苯脱附的活化能.为拟定机理提供了重要的信息.苯选择加氢制环己烯动力学的研究为获得催化反应本质的认识提供了重要的途径,相应地可为反应器的设计和操作条件提供依据;为有关催化剂的性质和催化剂的筛选提供资料和信息.

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述与课题选择

1.1苯选择加氢制环己烯的文献综述

1.1.1苯选择加氢制环己烯反应的意义

1.1.2苯选择加氢制环己烯的发展

1.1.3催化剂的制备方法及制备条件

1.1.4催化剂的催化性能测定

1.1.5催化加氢工艺

1.2苯加氢动力学文献综述

1.2.1苯完全加氢生成环己烷的动力学文献综述

1.2.2苯选择加氢制环己烯动力学文献综述

1.3课题选择

参考文献

第二章催化剂的研究

2.1催化剂的制备

2.2催化剂活性评价

2.2.1方法概要

2.2.2反应装置及试剂

2.2.3实验步骤

2.3产物分析方法

2.3.1方法概要

2.3.2仪器及试剂

2.3.3操作条件

2.3.4计算

第三章动力学的研究

3.1内外传质的摆脱

3.1.1外传质的摆脱

3.1.2内传质的摆脱

3.2苯转化的反应级数和速率常数

3.2.1苯的反应级数

3.2.2氢的反应级数

3.2.3苯转化的速率方程

3.3环己烯继续加氢的反应级数和速率常数

3.3.1环己烯的反应级数

3.3.2氢的反应级数

3.3.3环己烯继续加氢的速率方程

3.4活化能和指前因子

3.5动力学方程的验证

3.5.1中间产物环己烯浓度最大值时的ym和tm

3.5.2动力学方程的验证

参考文献

第四章反应机理的探讨

第五章催化剂吸附苯的TPD表征

5.1实验原理

5.2实验装置

5.3实验步骤

5.4图谱分析

5.4.1脱附活化能的计算

参考文献

作者简介及论文发表情况

致谢