丙烯氨氧化催化劑表面反應(yīng)的Monte Carlo模擬研究.pdf

1、作者依據(jù)該反應(yīng)體系中的反應(yīng)氣氛、傳遞特性和催化劑表達(dá)狀態(tài)相互作用、動(dòng)態(tài)反饋而構(gòu)成一個(gè)非線性復(fù)雜系統(tǒng)的特點(diǎn)和Monte Carlo方法的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),在對(duì)催化劑進(jìn)行必要的表征和系統(tǒng)的文獻(xiàn)調(diào)研、理論分析的基礎(chǔ)上,甄別了主要反應(yīng)物種的作用及主反應(yīng)機(jī)理,確定了以γ-鉬酸鉍晶相為主要催化活性的催化劑表面物理模型,建立了基于Monte Caro方法的多組分鉬鉍催化劑上丙烯氨氧化反應(yīng)模型和計(jì)算方法,并通過初步的模擬計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較,表明所建模

2、型和計(jì)算方法是合理的.在通過了偽隨機(jī)數(shù)均勻性檢驗(yàn)和計(jì)算量對(duì)模擬計(jì)算結(jié)果影響的考察后,系統(tǒng)開展了丙烯氨氧化反應(yīng)的模擬計(jì)算,考察了氨吸附概率、氨的氧化分解率、吸附的丙烯醛被完全氧化概率和晶格氧再氧化概率四個(gè)參數(shù)變化對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響規(guī)律.計(jì)算結(jié)果表明:氨的吸附概率增加,生成丙烯腈的選擇性提高,氨的分解率下降,顯示催化劑表面富含氨物種有利于提高生成丙烯腈的選擇性;降低氨的氧化分解率,則丙烯醛的選擇性下降,丙烯腈的選擇性明顯上升;隨著反應(yīng)的進(jìn)展,

3、氨烯比先略有上升,然后開始下降,當(dāng)氨烯比低于1.0時(shí),丙烯腈選擇性逐漸下降;氧烯比的變化規(guī)律也相似;降低丙烯醛的完全燃燒率,丙烯醛和丙烯腈的選擇性均有所上升;提高催化劑的晶格氧再氧化的概率,丙烯的轉(zhuǎn)化率有所增長,但氨的氧化分解率增長更快,而丙烯腈的選擇性迅速下降,丙烯醛的選擇性呈指數(shù)上升,使得要保持丙烯腈的收率不變或增長,則需同時(shí)增加氨烯比,說明烴類氨氧化反應(yīng)由于有氨物種的參與,與烴類晶格氧選擇氧化反應(yīng)有很大的不同.最后依據(jù)上述結(jié)果,理