MIBC氣相催化脫氫制備MIBK工藝及動力學研究.pdf

1、甲基異丁基酮(methylisobutylketone，MIBK)作為化工原料和高級溶劑廣泛用于涂料、醫(yī)藥、燃料、選礦、煉油等行業(yè)。本文首次提出利用橡膠抗氧劑4020生產過程副產的甲基異丁基甲醇(methylisobutylcarbinol，MIBC)脫氫反應制備MIBK的新工藝，采用銅系脫氫催化劑和固定床反應器研究MIBC氣相催化脫氫制備MIBK的工藝和動力學，優(yōu)化脫氫反應工藝條件并推測了副反應機理，為解決橡膠防老劑生產過程中MIBC

2、的回收利用，有效降低生產成本提供理論依據。 首先采用共沉淀法制備了Cu-ZnO-Al2O3脫氫催化劑，并在固定床反應器上進行了MIBC氣相催化脫氫反應評價，得到了最佳工藝條件為：溫度240～250℃，甲基異丁基甲醇質量空速1.0～1.5h-1，催化劑還原溫度低于240℃。在200～250℃、MIBC液時空速2.0h-1下，MIBC的單程轉化率最高可達91.1％，選擇性達到99.0％。對催化劑穩(wěn)定性的考察結果表明：催化劑在實驗條件

3、下能保持穩(wěn)定的轉化率和選擇性。 通過GC-MS分析鑒定脫氫反應產物，確定了該反應的主反應為MIBC脫氫生成MIBK，而副產物主要是MIBC與MIBK脫水生成的2,6,8-三甲基-4-壬酮(C12H24O)，不存在MIBC脫水生成的烯烴，并推測了副反應機理。 采用Langmuir-Hinshelwood方法確定了以MIBC的吸附為速控步驟時，反應速率方程可以描述為r=kApA/(1+KBPB)，得到反應的活化能和MIBK在

4、催化劑表面的吸附焓分別為Ea=76.89kJ·mol-1，△HMIBK=-8.17kJ·mol-1。并采用經驗動力學方程對反應速率進行了表達，所得到的動力學方程為：-r=k(p2.00MIBC-p2.00MIBK/K)，其中，k=1.317×109exp(-69.01kJ·mol-1/RT)；K為與溫度有關的常數，反應的表觀活化能為69.01kJ·mol-1。 最后，采用相關系數R2和F分布對兩個模型模型進行了檢驗，兩種速率方程