草酸二甲酯加氢合成乙二醇催化剂的研究

论文摘要

本文通过以尿素为沉淀剂的均匀沉淀沉积法制备了草酸酯加氢合成催化剂的Cu/SiO2催化剂,并在自制的U管反应器内对催化剂进行考评,研究了催化剂制备条件,反应工艺条件以及助剂对催化剂活性的影响。实验发现,前驱液中铜离子浓度、尿素浓度以及铜硅比（催化剂负载量）均对催化剂的结构以及活性有一定的影响,适宜的铜离子浓度为0.3mol/L、尿素浓度为铜离子浓度的3倍、铜负载量不超过30%。在5L反应器内对催化剂进行了大批量的生产,并对其反应工艺条件进行研究,认为温度为影响反应选择性的主要因素,高温容易造成催化剂的过度加氢,反应温度不超过488K。对反应前后的催化剂结构表征发现,反应后催化剂表面的出现铜富集烧结,反应原料及产物的高分子聚合物吸附在催化剂的表面以及孔道内,造成催化剂失活。助剂Zr以及Mn对催化剂的活性均有较大影响,添加5%含量的Zr能提高催化剂的高温稳定性。助剂锰的加入会抑制催化剂的反应活性,添加少量锰可抑制副反应从而提高乙二醇选择性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 课题研究的背景与意义
• 1.2 课题研究的目的与内容
• 第二章 绪论
• 2.1 乙二醇的性质与用途
• 2.2 乙二醇生产技术概述
• 2.2.1 以石油产品为原料的途径
• 2.2.2 非石油产品为原料的途径
• 2.3 草酸酯加氢合成乙二醇
• 2.3.1 草酸酯加氢合成乙二醇的反应机理
• 2.3.2 草酸二酯加氢合成乙二醇的研究现状
• 2.3.3 铜基催化剂的失活研究
• 2.3.4 助剂对催化剂的影响
• 第三章 实验部分
• 3.1 实验仪器及试剂
• 3.1.1 实验仪器
• 3.1.2 实验试剂
• 3.2 催化剂的制备
• 3.3 催化剂的还原与考评
• 3.3.1 催化剂的还原
• 3.3.2 催化剂的考评
• 3.4 催化剂的结构表征
• 第四章 前驱液浓度对催化剂结构及性能的影响
• 4.1 铜离子浓度的影响
• 4.2 尿素浓度的影响
• 4.3 铜负载量的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 催化剂工艺条件的研究及结构分析
• 5.1 内外扩散的排除
• 5.2 压力对反应的影响
• 5.3 氢酯比对反应的影响
• 5.4 液时空速对反应的影响
• 5.5 温度对反应的影响
• 5.6 催化剂反应前后的结构表征
• 5.6.1 XRD
• 5.6.2 BET
• 5.6.3 FT-IR
• 5.6.4 TG-DTG
• 5.7 本章小结
• 第六章 助剂对催化剂的影响
• 6.1 助剂ZR 对催化剂的影响
• 6.1.1 催化剂的制备
• 6.1.2 Zr 对催化剂结构的影响
• 6.1.3 Zr 对催化剂活性的影响
• 6.2 助剂MN 对催化剂的影响
• 6.2.1 催化剂的制备方法
• 6.2.2 方法一制备的含锰催化剂
• 6.2.3 方法二制备的含锰催化剂
• 6.3 本章小结
• 第七章 全文总结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表或录用的论文
• 致谢