醋酸甲酯加氫制乙醇的研究.pdf

1、乙醇是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于食品、化工、軍工、醫(yī)藥等領(lǐng)域。乙醇作為車(chē)用燃料更得到廣泛應(yīng)用。目前生產(chǎn)乙醇主要采用生物質(zhì)發(fā)酵法，在中國(guó)，糧食發(fā)酵法存在與人爭(zhēng)糧、與糧食爭(zhēng)地的弊端，纖維素發(fā)酵的預(yù)處理較難且易造成污染。另一種生產(chǎn)乙醇的技術(shù)是乙烯水合法，因成本較高也已逐漸被淘汰。合成氣基乙醇生產(chǎn)技術(shù)引起廣泛關(guān)注。
　　 目前，甲醇羰基化制醋酸以及醋酸酯化制醋酸酯工業(yè)技術(shù)成熟，同時(shí)國(guó)內(nèi)醋酸產(chǎn)能過(guò)剩，因此采用醋酸-醋酸酯加氫的合成工藝

2、制乙醇優(yōu)勢(shì)明顯，這也是合成氣基乙醇技術(shù)中的熱點(diǎn)。醋酸直接加氫生產(chǎn)乙醇技術(shù)對(duì)設(shè)備要求高，工藝條件比較苛刻。醋酸經(jīng)酯化加氫制備乙醇技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著，該技術(shù)核心在于醋酸酯加氫催化劑的開(kāi)發(fā)。本文研究了催化劑以及反應(yīng)工藝條件對(duì)醋酸甲酯加氫制乙醇反應(yīng)的影響。選擇適當(dāng)?shù)闹鞔呋瘎?、載體和助劑，研究催化劑的制備方法與條件對(duì)催化劑性能的影響。在優(yōu)選的催化劑上，研究了工藝條件對(duì)催化劑反應(yīng)性能的影響，并考察了催化劑的穩(wěn)定性，分析了催化劑的失活原因。
　　

3、本論文分為三個(gè)部分:
　　 首先研究了醋酸甲酯加氫制乙醇的反應(yīng)熱力學(xué)。反應(yīng)溫度升高，醋酸甲酯的平衡轉(zhuǎn)化率逐漸降低，氫酯比增大，醋酸甲酯轉(zhuǎn)化率增加。合適的反應(yīng)溫度和較高的氫酯比有利于醋酸甲酯轉(zhuǎn)化率的提高。酯交換反應(yīng)是主要副反應(yīng)，在反應(yīng)條件下處于近平衡的狀態(tài)，提高催化劑的加氫活性能有效降低醋酸乙酯副產(chǎn)物的選擇性。該反應(yīng)其他副產(chǎn)物主要有乙醛、乙烯和乙烷，提高反應(yīng)壓力有利于抑制副產(chǎn)物的生成。
　　 考察了沉淀法、浸漬法、離子交換

4、法和溶膠凝膠法等不同制備方法對(duì)Cu/SiO2催化劑的影響。利用物理吸附，H2-TPR，元素分析和XRD等手段研究了不同方法制備的催化劑，并對(duì)不同催化劑上醋酸甲酯加氫制乙醇的反應(yīng)性能進(jìn)行了比較。提高醋酸甲酯加氫反應(yīng)催化劑活性的關(guān)鍵是:使還原后的催化劑中保留更多的高度分散的銅物種;并且形成有利于反應(yīng)物醋酸甲酯分子與產(chǎn)物乙醇分子擴(kuò)散的催化劑孔道結(jié)構(gòu)。蒸氨法均勻沉淀制備的催化劑反應(yīng)性能高于其他方法制備的催化劑，這可能與它具有高度分散的銅物種和合

5、適的孔道結(jié)構(gòu)有關(guān)。
　　 采用蒸氨法制備了一系列不同銅含量的Cu/SiO2催化劑，在固定床微型反應(yīng)器上考察了催化劑上醋酸甲酯加氫制備乙醇的反應(yīng)性能。研究了銅含量、焙燒溫度和助劑對(duì)催化劑反應(yīng)性能的影響。在優(yōu)化的催化劑上考察了反應(yīng)壓力、氫酯比和液時(shí)空速等反應(yīng)工藝條件對(duì)催化劑反應(yīng)性能的影響，確定了最佳反應(yīng)工藝條件。考察了優(yōu)選催化劑的穩(wěn)定性，并對(duì)催化劑失活原因進(jìn)行了分析，結(jié)果表明積碳是導(dǎo)致的催化劑孔結(jié)構(gòu)的變化可能是催化劑失活的主要原因。