糠醛氣相加氫制糠醇反應(yīng)催化劑的研究.pdf

1、摘耍南開大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要糠醇是一種化工、輕工的重要原料.糠醛加氫制糠醇的生產(chǎn)方法分為液相法和氣相法。液相法具有能耗高、污染嚴(yán)重，要求使用高壓設(shè)備、無法連續(xù)操作等缺點，所以氣相法代替液相法已是國際上糠醇生產(chǎn)的趨勢。目前生產(chǎn)中使用的氣相加氫催化劑中含有對人體有害的物質(zhì)Cr，且催化劑在制備過程及用后廢催化劑的處理對環(huán)境污染嚴(yán)重，而且，目前國內(nèi)氣相法生產(chǎn)糠醇大部分采用進口催化劑，價格昂貴，急需用國產(chǎn)催化劑取代。因此，研究、開發(fā)無C:系高效國

2、產(chǎn)糠醛氣相加氫制糠醇催化劑具有非常重要的現(xiàn)實意義。本文篩選出超細(xì)氧化鎂為載體、以銅為活性組分、氧化鉆為助劑的方法制備了系列催化劑。在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)考察了不同的銅含量、鉆含量、制備方法等條件對糠醛氣相加氫制糠醇反應(yīng)的活性及穩(wěn)定性的影響。選擇高空速催速老化法作為適合催化劑穩(wěn)定性的評價方法。通過穩(wěn)定性評價實驗，確定了催化劑的最佳金屬含量、浸漬液濃度、晾干條件及焙燒條件。經(jīng)過與進口催化劑催速失活實驗的比較，結(jié)果表明，研制的UCM13.8和UCM

3、6.9c催化劑具有優(yōu)于進口催化劑的穩(wěn)定性。對糠醛氣相加氫制糠醇反應(yīng)的催化劑進行了反應(yīng)工藝條件的實驗，確定了最佳反應(yīng)溫度、HZ醛摩爾比和反應(yīng)空速。通過程序升溫還原和光電子能譜法研究了新型銅鎂系催化劑的還原性、金屬Cu含量及助劑Co對催化劑穩(wěn)定性的影響。通過上述研究工作，設(shè)計、研究了一種以超細(xì)氧化鎂為載體、以銅為活性組分、以氧化鉆為助劑的新型糠醛氣相加氫制糠醇催化劑，為催化劑國產(chǎn)化提供了依據(jù)。尖留綠瞪氣一褶奮加氫:攢霹:清征第一章文獻綜述與

4、催化劑設(shè)計方案的確定南開大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章文獻綜述與催化劑設(shè)計方案的確定1.1糠醛加氫制糠醉1.111研究背景糠醇是一種重要的化工原料，廣泛用于合成纖維、橡膠、農(nóng)藥等行業(yè)。以糠醇為原料可制得耐寒增塑劑。其最有發(fā)展前途的應(yīng)用領(lǐng)域是制耐酸、耐堿、防腐蝕材料和耐化學(xué)作用的糠醇樹脂。在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，糠醇的消耗主要集中在這一領(lǐng)域中。鑄造工業(yè)廣泛采用糠醇樹脂代替?zhèn)鹘y(tǒng)的砂型，這就使糠醇的生產(chǎn)和需要逐年增加?？反歼€是吠喃樹脂、輕漆和顏料的優(yōu)良溶劑和

5、一種火箭燃料。我國糠醇生產(chǎn)始于70年代，以液相法為主，一般規(guī)模較小。90年代初從芬蘭引進兩套低壓氣相加氫生產(chǎn)糠醇裝置，建于山東省臨淄和河北省保定。從1993年起，隨著我國鑄造工業(yè)技術(shù)改造的深化，需要大量的糠醇樹脂，行情看好，價格基本在ti7千元I噸川。糠醛加氫制糠醇主要有兩種方法:液相法和氣相法。多采用固定床和懸浮床反應(yīng)器(21液相法開發(fā)較早，液相加氫是在180210℃及中壓(5.08.OMPa)或高壓(lOMPa以上)條件下進行的[I

6、31，能耗高，對設(shè)備要求嚴(yán)格。氣相加氫采用固定床反應(yīng)器，操作壓力一般為常壓或幾個大氣壓，能耗低，污染較輕。目前國外生產(chǎn)糠醇已逐步由液相法轉(zhuǎn)向氣相法。近兒年我國雖引進了氣相加氫制糠醇裝置，但催化劑仍依賴進口，催化劑價格昂貴，壽命短，且其中含有對人體有害的物質(zhì)鉻，因此研究開發(fā)無鉻系糠醛氣相加氫制糠醇催化劑具有非常重要的意義。1.1.2糠醛加氫反應(yīng)機理糠醛分子中含活潑撥基及吠喃環(huán)上碳一碳雙健，這決定它的加氫反應(yīng)主要是油派撥基中碳氧雙健及吠喃環(huán)

7、上碳一碳雙健加氫飽和，生成糠醇或四氫糠醇另外于相鄰哄喃環(huán)的影響，糠醇側(cè)鏈上碳氧鍵容易斷開，加氫生成2一甲基映喃Ill應(yīng)式如下:H2CCH2HCC11HIIIIHCC一CHOHZ、nHCCH催化劑一知卜加溫_過旦_，_、，催化劑月C:cIL才」ZUri一下嘆士一卜、加顯0HCCH糠醛糠醇袱盧CH十。0___、.2一甲者夢男喃RRaoA.Danderkor等人[#]研究了銅鉻催化劑在加氫反應(yīng)中的特性，認(rèn)為Cu與催化過程有關(guān)，但也需要Cu0的