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异丁烯是一种应用十分广泛的化工原料,主要应用在生产丁基橡胶,聚异丁烯和甲基丙烯酸甲酯。生产异丁烯的工艺很多,MTBE裂解制备异丁烯具有工艺简单,污染少,产品纯度高等特点,工业应用广泛。
本文研究的是一种用于MTBE裂解制高纯度异丁烯的催化剂。研究了使用氧化铝为载体,选择以磷酸作为活性组分,以Y作为助剂,制得全新的Y/PO4/Al2O3型催化剂。通过对催化剂制备工艺的研究,最佳的制备工艺为:活性组分的浸渍浓度为10%,添加助剂浸渍浓度为3%,浸渍时间为5小时,焙烧温度为550℃。通过对裂解反应工艺的研究,最佳的工艺为:在反应装置上进行评价,常压条件下,反应温度范围为170℃~180℃,液体空速LHSV=6h-1,MTBE的转化率为97~99%,甲醇选择性在98.6%,异丁烯的选择性为100%。
将全新的Y/PO4/Al2O3型催化剂与工业催化剂X/SO4/M-TiO2/Al2O3比较,在甲醇和异丁烯的选择性和MTBE的转化率不变的条件下,全新的Y/PO4/Al2O3型催化剂的反应体积空速比工业催化剂提高了3倍。
通过质谱跟踪,XRD、红外、热重和EDS等方法研究表明,X/SO4/M-TiO2/Al2O3型工业催化剂失活的主要原因是催化剂表面的积碳。