2,3-丁二醇脫水制備甲乙酮的催化劑及工藝研究.pdf

1、甲基乙基酮又稱甲乙酮，是一種用途廣泛、性能優(yōu)越的有機(jī)溶劑，目前工業(yè)上甲乙酮的主要生產(chǎn)方法為正丁烯兩步法，此法原料來源于不可再生資源，且生產(chǎn)工藝工藝路線流程復(fù)雜、操作困難。因此，使用非石油原料高效的生產(chǎn)甲乙酮研究尤為重要。
　　本文以生物發(fā)酵路線獲得的2，3-丁二醇中間產(chǎn)物為原料，采用脫水制備高附加值甲乙酮產(chǎn)品。重點(diǎn)以分子篩為催化劑母體，采用改性高性能2，3-丁二醇脫水制備甲乙酮產(chǎn)品催化劑，并優(yōu)化最佳工藝條件。主要研究內(nèi)容如下:

2、r>　　(1)通過對催化劑的篩選，發(fā)現(xiàn)硅鋁比為38的HZSM-5母體改性后效果最佳，SO42-/MxOy負(fù)載的硅鋁比為38的HZSM-5能有效提高2，3-丁二醇的轉(zhuǎn)化率和甲乙酮的選擇性，尤其SO42-/CuO、SO42-/CuO、SO42-/SnO2、SO42-/Al2O3等不同組分分別負(fù)載的HZSM-5具有較高的活性;通過硫酸鹽直接負(fù)載HZSM-5分子篩母體，CuSO4，MnSO4，ZnSO4均能有效提高催化劑活性，以CuSO4負(fù)載H

3、ZSM-5為例，優(yōu)化催化劑的改性條件:CuSO4最佳負(fù)載量為16％，室溫等體積浸漬時間為10min。
　　(2)優(yōu)化工藝條件為反應(yīng)溫度320℃，原料濃度為50wt％，載氣N2流速為7ml/min，反應(yīng)質(zhì)量空速為1.6h-1，此時，2，3-丁二醇的轉(zhuǎn)化率為99.1％，甲乙酮的收率為83.0％。并在此工藝條件下對負(fù)載量為16％的CuSO4/HZSM-5催化劑進(jìn)行穩(wěn)定性及再生性能探索，新鮮催化劑運(yùn)行240h后，仍保持較高的催化活性，甲乙

4、酮的收率為73％。在240～250h內(nèi)催化劑迅速失活，培燒后活性恢復(fù)。
　　(3)以負(fù)載量為16％的CuSO4/HZSM-5為催化劑，在最優(yōu)工藝條件下，對生物發(fā)酵液精餾處理后的生物質(zhì)2，3-丁二醇加入水溶劑稀釋至50wt％時，催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能，2，3-丁二醇的轉(zhuǎn)化率可達(dá)99.4％，甲乙酮的收率可達(dá)84.3％，催化劑運(yùn)行15h，性能穩(wěn)定。
　　(4)采用雙組分聯(lián)合改性以提高催化劑的反應(yīng)活性，考察3種負(fù)載物質(zhì)濃度對于2