甲醛、乙醛氣相羥醛縮合催化劑及反應工藝研究.pdf

1、本論文從反應機理分析了甲醛、乙醛羥醛縮合反應的可行性，在液相反應工藝研究的基礎上，以價廉易得的化工原料甲醛、乙醛溶液進行了氣相羥醛縮合反應，研究內(nèi)容包括催化劑制備、評價、表征以及反應工藝的初步優(yōu)化。該反應可制備丙烯醛或羥基丙醛，它們是合成D，L-蛋氨酸，丙烯酸(酯)及PTT聚酯單體(1，3-丙二醇)等產(chǎn)品的重要化工原料。自行設計并建立了一套包括固定床管式反應器的氣相羥醛縮合反應裝置，建立了反應原料及產(chǎn)品的氣相色譜/質(zhì)譜(GC

2、/MS)定性分析方法，以及氣相色譜(GC)內(nèi)標定量分析方法，用于計算反應轉(zhuǎn)化率、選擇性和丙烯醛的收率。分別采用浸漬法與溶膠-凝膠法制備了一系列氣相羥醛縮合反應催化劑，用紅外光譜(IR)法，N2吸附(BET)法，XRD等方法對所制備的催化劑進行了表征，并在建立的反應裝置上進行了催化劑的評價實驗。結果表明MgO-SiO2，ZnO-SiO2催化劑堿性活性中心強度比較適宜甲醛和乙醛的交叉羥醛縮合反應，且活性中心密度越高，反應轉(zhuǎn)化率與

3、收率越高。浸漬法制備的催化劑采用超細化處理和溶膠-凝膠法制備的催化劑有助于提高活性中心密度。催化劑活性下降主要原因是表面積碳的產(chǎn)生，通過對使用后催化劑的熱重(TG)分析得到催化劑再生所需的積碳燒除溫度。初步優(yōu)化了反應工藝條件，在實驗所用固定床反應器上，催化劑裝填量40 ml，反應溫度310℃，n甲醛/n乙醛=1.5，進料速率0.2ml/min，停留時間10s左右，目標產(chǎn)物丙烯醛的收率最高可以達到85％。結合催化劑研制、評價及