活性炭固載磷酸催化合成乙酸乙酯.pdf

1、乙酸乙酯既是一種重要的有機(jī)精細(xì)化工原料，也是一種環(huán)境友好的綠色溶劑，被廣泛應(yīng)用于化妝品、涂料、粘合劑、醫(yī)藥等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。近幾年，隨著國(guó)內(nèi)外乙酸乙酯市場(chǎng)需求量的上升，我國(guó)乙酸乙酯的生產(chǎn)快速發(fā)展，生產(chǎn)量居世界之首。但國(guó)內(nèi)主要采用乙酸與乙醇直接酯化法來(lái)制備乙酸乙酯，該工藝過(guò)程中所使用的催化劑濃硫酸具有嚴(yán)重的設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染問(wèn)題，為響應(yīng)環(huán)境友好化的宗旨，開(kāi)發(fā)一種新型可代替濃硫酸催化劑的無(wú)毒、無(wú)污染、催化活性高的綠色催化劑是目前工業(yè)酯化過(guò)程的

2、主要發(fā)展方向。
　　相對(duì)于傳統(tǒng)液體酸催化劑，固體酸催化劑具有生產(chǎn)成本低、催化劑穩(wěn)定性好、分離回收簡(jiǎn)單、無(wú)設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，顯示出廣闊的工業(yè)化應(yīng)用前景。本文主要對(duì)活性炭固載磷酸催化劑的制備方法及其在乙酸乙酯合成反應(yīng)中的應(yīng)用做了深入研究。
　　本文首先系統(tǒng)地考察了催化劑的制備條件對(duì)催化劑催化活性的影響，包括催化劑載體、中介接枝物種類(lèi)、接枝物負(fù)載量、活性組分負(fù)載量、煅燒溫度等條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用果殼基活性炭做載體，物質(zhì)

3、A做中介接枝物質(zhì)，磷酸做活性組分，280℃的條件下煅燒活化，并且接枝物負(fù)載比例為0.2，磷酸負(fù)載比例為0.4時(shí)，所制得的催化劑在工業(yè)化乙酸乙酯的生產(chǎn)中最經(jīng)濟(jì)適用。該催化劑在酯化反應(yīng)應(yīng)用中，乙酸乙酯收率可達(dá)84.65％，乙醇轉(zhuǎn)化率可達(dá)82.15％。采用XRD、N2吸附對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征，結(jié)果顯示，催化劑在制備過(guò)程中有焦磷酸硅生成，并且隨著負(fù)載量的增加，催化劑比表面積和孔體積逐漸減小。采用ICP分析酯化產(chǎn)物中磷元素的含量，得到酯化

4、產(chǎn)物中磷元素的含量為0.2537mg/L，磷酸流失率為0.036％，說(shuō)明該催化劑的穩(wěn)定性非常好。
　　其次系統(tǒng)地考察了反應(yīng)條件對(duì)乙酸乙酯收率的影響，包括醇酸摩爾比、反應(yīng)溫度、空速等條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，醇酸摩爾比1∶1.1，反應(yīng)溫度120℃為最佳反應(yīng)條件，而且空速越低，酯化反應(yīng)中乙酸乙酯的收率越高。
　　最后，在前期研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步考察了催化劑的穩(wěn)定性和進(jìn)料方式對(duì)酯化反應(yīng)的影響，并且將活性炭固載磷酸催化劑的催化活性與β分子篩