草酸二甲酯催化加氫Cu-SiO2催化劑的研究.pdf

1、乙二醇是一種重要的化學(xué)工業(yè)原料,可廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)。乙二醇制取有多種途徑,目前研究較多的為以碳一法通過(guò)草酸酯催化加氫來(lái)制得乙二醇。對(duì)于草酸酯制乙二醇反應(yīng)體系催化劑的研究多集中在催化劑載體種類(lèi)選擇、催化劑制備方法比較、摻雜助劑金屬離子以及反應(yīng)條件優(yōu)化等方面,而關(guān)于系統(tǒng)研究某一種催化劑制備方法工藝條件的文獻(xiàn)報(bào)道較少。本文選用蒸氨法制備Cu/SiO2催化劑,研究了蒸氨過(guò)程中活性物種與載體之間的相互作用過(guò)程,并考察了各可變量參數(shù)對(duì)催化劑催化性

2、能的影響,優(yōu)化了制備工藝條件。另外考慮到銅基催化劑在高溫下易燒結(jié)失活,因此添加了助劑鈰來(lái)提高催化劑的熱穩(wěn)定性。研究結(jié)果如下:
　　(1)在采用蒸氨法制備 Cu/SiO2催化劑的過(guò)程中,較低的蒸氨壓力有利于銅氨離子快速分解負(fù)載在載體上,避免銅粒子聚集長(zhǎng)大,還原后形成的Cu2O和Cu0物種顆粒尺寸較小,分散較均勻。蒸氨壓力越低,蒸氨速率越快,所制得的催化劑催化性能越好。在反應(yīng)溫度 T=200℃、反應(yīng)壓力 P=3.0MPa、液時(shí)空速 L

3、HSV=0.4h-1、氫氣草酸二甲酯摩爾比 H2:DMO=80:1的條件下,草酸二甲酯轉(zhuǎn)化率可達(dá)99.9％以上,乙二醇選擇性可達(dá)94.4%以上;
　　(2)對(duì)于銅基催化劑,活性物種銅的含量對(duì)催化劑催化性能有著一定的影響。若銅負(fù)載量過(guò)低,催化劑起不到催化作用;若銅負(fù)載量過(guò)高,銅物種可能會(huì)聚集在一起,造成活性位分布不均,顆粒變大,燒結(jié)失活。因此,適當(dāng)?shù)你~負(fù)載量對(duì)催化劑催化性能的提高有一定的幫助。在制備、評(píng)價(jià)了不同銅負(fù)載量的系列 Cu/

4、SiO2催化劑后,發(fā)現(xiàn)銅負(fù)載量在20%左右時(shí)催化劑在反應(yīng)中表現(xiàn)出相對(duì)較高的催化活性;
　　(3)由于蒸氨法是利用過(guò)量氨水與硝酸銅反應(yīng)生成銅氨絡(luò)合物,之后再蒸氨分解銅氨絡(luò)合物使銅負(fù)載在載體二氧化硅上,因此氨水用量對(duì) Cu/SiO2催化劑的催化性能亦有一定的影響。在用不同氨水用量制備了系列催化劑并評(píng)價(jià)之后,發(fā)現(xiàn)氨水用量為7mL為宜;
　　(4)由于銅的熔點(diǎn)(1083℃)較低,因而銅基催化劑對(duì)溫度敏感。為了提高銅基催化劑的熱穩(wěn)定性