锰、锆对铜锌铝催化剂结构的影响及其对己二酸二甲酯加氢制备1,6-己二醇的催化性能

考察锰、锆助剂对铜锌铝催化剂己二酸二甲酯选择加氢制1,6-己二醇的影响,通过XRD、SEM、N_2吸附-脱附、H_2-TPR和XPS研究催化剂物化性能。结果表明,锰、锆助剂均有效提高催化剂活性,同时引入两种助剂,催化剂活性和产物选择性进一步提高,表现出较强的协同效应。在入口温度200℃、反应压力5.0 MPa、空速0.2 h~(-1)和氢酯物质的量比170条件下,对CuZnMnZr/Al催化剂进行活性及稳定性考察,催化剂稳定运行500 h,己二酸二甲酯转化率99%,1,6-己二醇选择性98%。     

己二酸二甲酯加氢催化剂的放大制备及加氢工艺研究

用50 L的多功能间歇反应釜进行了催化剂的放大制备,在固定床反应器上对己二酸二甲酯加氢制备1,6-己二醇工艺条件进行了研究,考察了反应温度、压力、气体空速、氢酯摩尔比对反应的影响。在反应温度为230～250℃、反应压力为5. 0～8. 1 MPa、气体空速为6 151～12 300 h~(-1)、氢酯摩尔比大于150、液时空速为0. 3～0. 6 h~(-1)等操作条件下,己二酸二甲酯转化率达到99%以上,1,6-己二醇的收率在97%以上。     

响应面法优化己二酸二甲酯低压催化加氢工艺研究

利用CuO-ZnO-Al₂O₃催化剂对己二酸二甲酯催化加氢制1,6-己二醇低压工艺进行研究。采用单因素实验法探究了反应压力、液时空速、反应温度、氢酯摩尔比对反应的影响。并采用Box-Behnken Design对加氢工艺进一步优化。在3 MPa条件下,以反应温度、液时空速、氢酯摩尔比为变量,以1,6-己二醇收率为响应值,建立回归方程。响应面优化后确定的最优工艺条件为:反应温度为204.2℃、液时空速为0.206 h^-1、氢酯摩尔比为120,该条件下1,6-己二醇收率可达97.71%。     

醋酸甲酯加氢制乙醇催化剂工业侧线试验

针对聚乙烯醇行业副产大量粗醋酸甲酯的加氢利用需求,采用络合沉淀组装法制备新型Cu-M/SiO2催化剂。对催化剂进行扩大试验,采用工业侧线试验装置考察入口温度、反应压力、氢酯物质的量比和空速等的影响,完成3200h稳定性试验。结果表明,在入口温度≥215℃、反应压力(2.4~3.2)MPa、空速(0.4~1.0)h-1和氢酯物质的量比≥25条件下,醋酸甲酯转化率大于98.5%,乙醇选择性大于99.0%,催化剂结构和性能稳定,显示出良好的工业应用前景。     

己二酸二甲酯加氢制备1,6-己二醇工艺研究

采用己二酸二甲酯加氢制备1,6-己二醇的工艺,通过试验考察了各种工艺参数对反应的影响,确定了合适的反应条件:反应温度210￣230℃,反应压力4.0￣8.0 MPa,氢气和己二酸二甲酯的摩尔比值为150￣300,己二酸二甲酯的空速为0.5h-1以下。在此条件下,己二酸二甲酯的转化率≥99%,1,6-己二醇选择性≥95%。     

1,6-己二醇制备的研究

以己二酸为原料,以732型阳离子交换树脂为催化剂,在85℃下与甲醇反应5.5 h,生成己二酸二甲酯,产率>98%;在反应器中装入20～40目粒度催化剂Cu/ZnO/Al2O3,己二酸二甲酯与氢气反应,控制温度在250℃,氢气操作压力2.5 MPa,氢酯摩尔比150∶1,己二酸二甲酯体积空速0.50 h-1。在此条件下反应,1,6-己二醇产率>96%。     

一种可生物降解聚合物单体ε-己内酯合成工艺的研究

采用固定床反应器,研究了常压下铜系(CuO/ZnO/Al2O3/Cr2O3)催化剂上,1,6-己二醇气相催化脱氢制备ε-己内酯的合成工艺。研究了液时空速、反应温度和氢醇比等因素对合成反应的影响。在液时空速0.12h-1,氢醇物质的量比8.2,反应温度265℃的条件下,1,6-己二醇转化率达99%以上,ε-己内酯选择性达98%以上。     

乙酸仲丁酯加氢制仲丁醇的研究

选用自制Cu-Zn-Al催化剂对乙酸仲丁酯加氢反应进行考察。研究了反应温度、压力、体积空速、氢酯物质的量比等对其转化率和选择性的影响。结果表明:反应温度180~190℃,压力5~8MPa,体积空速0.25 h-1,氢油物质的量比≥60∶1,酯加氢转化率≥99.90%,目标产物选择性≥99.80%(仲丁醇+乙醇)。加氢产物经分离提纯可获得满足甲乙酮生产指标要求仲丁醇的同时副产增值乙醇,技术路线可行。     

铜锌铝锰催化剂上二氟乙酸乙酯加氢制备2,2-二氟乙醇

采用金属Mn对铜锌铝催化剂进行改性,以二氟乙酸乙酯加氢制备2,2-二氟乙醇的反应体系评价催化剂性能,考察工艺条件对催化剂上二氟乙酸乙酯转化率和2,2-二氟乙醇选择性的影响。结果表明,反应温度对催化剂活性影响最大,其次是氢酯比,反应压力和原料空速对产物的选择性影响较小。在反应温度200℃、反应压力4.0 MPa、空速0.1 mL·(g·h)~(-1)和氢与酯物质的量比为60条件下,2,2-二氟乙醇选择性100%,二氟乙酸乙酯转化率72.3%。催化剂稳定性好,连续运行900 h仍然保持较好的催化活性。     

Pd催化剂上乙二醇加氢提高紫外透光率的研究

采用Pd催化剂开展乙二醇加氢精制提高产品紫外透光率的研究。考察精制过程中反应温度、反应压力、空速和氢醇物质的量比等因素对乙二醇紫外透光率的影响。研究结果表明,在反应温度(50~80)℃、反应压力(0.5~0.6)MPa、体积空速(3~8)h^(-1)和氢醇物质的量比0.03~0.05条件下,可将原料乙二醇220 nm、275 nm和350 nm处的紫外透光率从47.02%、83.55%、97.70%分别提高至77%、94%、99%以上。400 h稳定性研究结果显示,催化剂稳定性良好。     

草酸二甲酯加氢合成乙二醇Cu/SiO_2催化剂的稳定性试验研究

合成气经草酸二甲酯加氢制乙二醇技术在工业应用过程中存在一些技术难题,其中草酸二甲酯加氢制乙二醇催化剂的稳定性是制约该技术发展的瓶颈。以Cu/SiO_2草酸二甲酯加氢催化剂A为研究对象,通过2 600 h的稳定性实验研究,考察反应温度对草酸二甲酯转化率、乙二醇选择性以及产物中乙醇酸甲酯含量的影响,为合成气经草酸二甲酯制乙二醇技术的工业应用优化提供重要的技术支持。结果表明,当反应压力2.8 MPa、空速(0.3~0.5)h-1、氢酯物质的量比120~140和反应温度216℃时,草酸二甲酯转化率近100%,乙二醇选择性大于95.0%,产物中乙醇酸甲酯质量分数小于0.5%,Cu/SiO_2催化剂A稳定性较好。     

Cu/HMS催化剂上丙二酸二乙酯催化加氢制备1,3-丙二醇

目前工业上生产1,3-丙二醇的方法存在一定局限性,为了开发出避免醛类副产物生成的1,3-丙二醇合成工艺,在高压连续固定床反应器上,以丙二酸二乙酯为原料,使用Cu/HMS催化剂催化加氢制备1,3-丙二醇。考察了原料液浓度、氢酯摩尔比、液时空速、反应温度、反应压力对反应的影响,之后进一步考察了催化剂的稳定性,并通过XRD及TEM表征分析了催化剂失活的主要原因。结果表明：在原料液质量分数7.5%、氢酯摩尔比400、液时空速1.8h^-1、反应温度200℃、反应压力1.8MPa的工艺条件下,催化剂表现出了较佳的催化加氢性能,丙二酸二乙酯转化率为93.4%,1,3-丙二醇收率可达到52.8%。反应120h后催化剂完全失活,结合XRD及TEM表征,认为粒径增大、活性组分流失或被部分氧化为Cu⁺是催化剂失活的主要原因。     

己二酸二甲酯加氢反应热力学分析及动力学研究

采用基团贡献法计算了己二酸二甲酯（DMA）和1,6-己二醇（HDOL）的热力学相关数据,在不同反应条件下,计算了DMA加氢生成HDOL反应的焓变、熵变、Gibbs自由能变和平衡常数,探讨了反应温度、压力对Gibbs自由能变和平衡常数的影响。利用固定床管式反应器,对DMA加氢反应本征动力学进行研究,采用幂函数型动力学方程对实验结果进行拟合,得到了反应的活化能为63.55 kJ·mol^-1,DMA和H₂的反应级数分别为0.63和0.40。统计学检验结果表明,该模型能较好地描述DMA加氢反应。     

高效稳定的铜镍催化剂在草酸二甲酯加氢中的应用

为了探索高效、稳定的草酸二甲酯（DMO）加氢制乙醇酸甲酯（MG）催化剂,采用水热合成法制备Cu-Ni/SiO₂催化剂,探索了不同Cu：Ni摩尔比对于催化剂活性的影响。通过XRD、TEM和XPS等表征,结果表明：利用二氧化硅微球作载体,铜镍物种的分散更加均匀。并且调变不同的Cu：Ni摩尔比,对Cu⁺在催化剂中的比例有一定的影响,从而影响乙醇酸甲酯的收率。在氢酯比为150、反应压力2 MPa、反应温度200℃和液时空速为0.5 h^-1的反应条件下,Cu：Ni摩尔比为1：1时的催化剂Cu₁Ni₁/SiO₂表现出了最好的催化性能,草酸二甲酯的转化率达到90%,乙醇酸甲酯的选择性达到了80%,催化剂能稳定运行100 h。上述结果可为研制催化活性高、选择性强、寿命长、易于生产乙醇酸甲酯的催化剂提供一定的参考。     

Al掺杂的Cu/SBA-15催化剂用于己二酸二甲酯加氢合成1,6-己二醇

作为一种重要的有机合成原料,1,6-己二醇(HDO)的工业化生产主要通过己二酸二甲酯(DMA)加氢反应来实现,而理性设计开发相应的Cu基催化剂是提高HDO产率的关键。本文采用Al掺杂的介孔分子筛SBA-15为载体制备得到了一系列CuAlx/SBA-15催化剂,探究了使用该催化剂用于DMA加氢反应合成HDO的催化性能和催化机理,并对反应条件进行了优化。研究结果表明：CuAl₅/SBA-15催化剂能够增加催化剂的路易斯酸酸量,提高Cu⁺/Cu⁰的比例,从而提升DMA加氢反应的选择性,同时Al的掺杂也能减少Cu活性组分的团聚,从而增强催化剂的稳定性。当反应温度为240℃、反应压力为6MPa、反应时间为6h时,HDO的反应产率达到最大,为87.05%;重复使用CuAl₅/SBA-15催化剂36h后,HDO的反应产率能够维持在86.01%左右。本文的研究结果对设计Cu基催化剂用于酯加氢反应具有一定的借鉴意义。     

载体对镍基催化剂顺酐液相加氢性能的影响

分别以ZrO₂、SiO₂与Al₂O₃为载体,采用等体积浸渍法制备了Ni质量分数为15%的催化剂,考察了其催化顺酐液相加氢性能,并利用BET、XRD、H₂-TPR以及TPO-MS等表征手段对催化剂进行了详细表征。结果表明,随载体不同各催化剂的加氢活性及选择性存在较大差异,Ni/Al₂O₃催化剂的C=C键加氢活性最高,但其几乎没有C=O加氢活性,催化顺酐加氢主产物为丁二酸酐。Ni/ZrO₂催化剂具有最高的C=O加氢活性,催化顺酐加氢主产物为γ-丁内酯,在反应温度为483 K,氢气压力为5 MPa的条件下反应8 h时,Ni/ZrO₂催化剂的γ-丁内酯选择性达79.20%。催化剂的套用实验表明,Ni/ZrO₂与Ni/SiO₂催化剂具有高的使用稳定性,Ni/Al₂O₃催化剂则在套用过程中快速失活。顺酐加氢至γ-丁内酯的中间产物--丁二酸酐与催化剂间的相互作用是影响催化剂加氢选择性及使用稳定性的主要原因。