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精細化工原料，也是一種環(huán)境友好的綠色溶劑，被廣泛應用于化妝品、涂料、粘合劑、醫(yī)藥等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。近幾年，隨著國內(nèi)外乙酸乙酯市場需求量的上升，我國乙酸乙酯的生產(chǎn)快速發(fā)展，生產(chǎn)量居世界之首。但國內(nèi)主要采用乙酸與乙醇直接酯化法來制備乙酸乙酯，該工藝過程中所使用的催化劑濃硫酸具有嚴重的設備腐蝕和環(huán)境污染問題，為響應環(huán)境友好化的宗旨，開發(fā)一種新型可代替濃硫酸催化劑的無毒、無污染、催化活性高的綠色催化劑是目前工業(yè)酯化過程的

2、主要發(fā)展方向。
　　相對于傳統(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、分離回收簡單、無設備腐蝕和環(huán)境污染等優(yōu)點，顯示出廣闊的工業(yè)化應用前景。本文主要對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中的應用做了深入研究。
　　本文首先系統(tǒng)地考察了催化劑的制備條件對催化劑催化活性的影響，包括催化劑載體、中介接枝物種類、接枝物負載量、活性組分負載量、煅燒溫度等條件。實驗結(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，并且接枝物負載比例為0.2，磷酸負載比例為0.4時，所制得的催化劑在工業(yè)化乙酸乙酯的生產(chǎn)中最經(jīng)濟適用。該催化劑在酯化反應應用中，乙酸乙酯收率可達84.65％，乙醇轉(zhuǎn)化率可達82.15％。采用XRD、N2吸附對催化劑的結(jié)構(gòu)和性能進行表征，結(jié)果顯示，催化劑在制備過程中有焦磷酸硅生成，并且隨著負載量的增加，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％，說明該催化劑的穩(wěn)定性非常好。
　　其次系統(tǒng)地考察了反應條件對乙酸乙酯收率的影響，包括醇酸摩爾比、反應溫度、空速等條件。實驗結(jié)果表明，醇酸摩爾比1∶1.1，反應溫度120℃為最佳反應條件，而且空速越低，酯化反應中乙酸乙酯的收率越高。
　　最后，在前期研究的基礎上進一步考察了催化劑的穩(wěn)定性和進料方式對酯化反應的影響，并且將活性炭固載磷酸催化劑的催化活性與β分子篩