催化氧化1,2-二氯乙烷動力學及絕熱式固定床模擬

崔少波，崔咪芬，陳 獻，湯吉海，費兆陽，2，喬 旭，2

(1.南京工業大學 化工學院，江蘇 南京 211816;2.南京工業大學 材料化學工程國家重點實驗室，江蘇 南京 211816)

1 前 言

含氯揮發性有機物(CVOCs)，例如1，2-二氯乙烷(DCE)、二氯甲烷、氯苯、三氯乙烯等，作為原料和溶劑被廣泛應用于工業生產中。這些物質容易造成空氣污染，對人類健康產生危害，并且難以降解[1]。因此，開發高效CVOCs處理技術成為一個亟待解決的難題。在眾多處理CVOCs的技術中，由于催化氧化法操作溫度低、高效節能且無二次污染，被認為是最經濟可行且最有效的降解方法，成為近幾年來的研究熱點[2-4]。

在眾多CVOCs中，DCE作為氯乙烯單體(VCM)的前驅體，在工業上受到廣泛關注，VCM是生產聚氯乙烯(PVC)的關鍵材料，而PVC是世界上產量最大的塑料產品之一，DCE在工業上的需求也在逐年增加[5]。目前，國內外對于催化氧化DCE的動力學研究已有較多報道[6-8]，如TSENG等[9]采用等體積浸漬法將二氧化錳負載在γ-氧化鋁上作為催化劑，進行催化氧化DCE的反應。結果表明，DCE的轉化率隨著入口溫度和氧濃度的增加而增加，隨著進料濃度和空速的增加而減小，并且其氧化過程可通過經驗-冪級數速率方程來表示，活化能為43.5 kJ?mol-1，DCE的轉化率在450 K時為15%，在700～800 K升高到100%。RIVAS等[10]比較了3種不同合成Co3O4催化劑的方法，結果表明使用草酸鹽納米棒上的Co3O4納米晶體作為催化劑氧化DCE反應效果最好，并且使用的動力學模型為Mars–van Krevelen模型。DAI等[11]制備了具有“三明治”結構的CeO2負載在ZSM-5上的復合催化劑，減少CeO2的暴露程度，控制多氯副產物的生成，提出了 Ce修飾的分子篩催化劑其副產物的生成機理。……