最近几年,随着化工产品行业的快速发展,聚丙烯、丙烯酸、丙烯醛等产品需求量逐年增长,使得丙烯产量不能满足行业需求。丙烯作为当今世界上最重要的石油化工原料之一,已经成为消费量仅次于乙烯的世界第二大化工单体。目前,丙烷产能过剩,且资源丰富、价格低廉,而丙烯资源短缺,产量出现供不应足的情况。因此,用低附加值的丙烷通过脱氢反应转化成具有更高经济价值的丙烯,已成为一项很有意义的研究,开发相应的具有高活性、高选择性和使用寿命长的丙烷脱氢制丙烯催化剂及相关技术工艺也成为了石化行业的热点而备受关注。本论文以丙烷无氧脱氢制丙烯的铬系催化剂为基础,以活性氧化铝为载体,硝酸铬、三氧化铬等含铬化合物为前驱体,通过等体积浸渍法制备了一系列铬负载量不同的催化剂。对所得催化剂通过氮气吸附-脱附、X射线衍射、扫描电镜、发射光谱等手段进行表征分析。在不同反应温度和反应压力下对催化剂催化丙烷脱氢性能进行评价。实验结果表明,以不同种类含铬化合物制得的催化剂在物质组成上均为三氧化二铬/氧化铝型催化剂,丙烷脱氢性能的差异主要是由铬负载量和铬物种的价态引起的。以三氧化铬等为前驱体制备丙烷脱氢催化剂,并加入稀土元素镧、铈、铕进行改性,制得稀土元素改性的丙烷脱氢催化剂。对所得催化剂通过X射线衍射、扫描电镜、氨气程序升温脱附等表征手段进行分析,并在不同反应温度和反应压力下对催化剂催化丙烷脱氢性能进行评价。实验结果表明,引入稀土元素可以调节催化剂表面的酸性,提高活性中心铬在催化剂载体表面的分散,从而提高反应过程中丙烷的转化率和丙烯的选择性,但稀土元素的过量加入也会对其催化活性产生抑制。对自制催化剂进行催化反应-再生测试,并对反应后的催化剂通过氮气吸附-脱附、X射线衍射、扫描电镜、热重等方法表征。实验分析表明,自制催化剂具有较高的催化活性和良好的再生性能。在反应温度为590℃、反应压力为0.05MPa、丙烷的体积空速为300/小时,丙烷初始转化率可达到55%左右,丙烯的选择性在78%以上,且在长时间反应-再生条件下操作仍具有较好的催化效果。分析使用后的催化剂可以看出,催化剂活性降低主要是由于反应过程中产生积碳,形成的碳化物堵塞催化剂孔道、覆盖活性中心,从而使催化剂催化活性下降,最终导致催化剂失活。