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工業(yè)原料,可廣泛應用于各種行業(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草酸酯催化加氫來制得乙二醇。對于草酸酯制乙二醇反應體系催化劑的研究多集中在催化劑載體種類選擇、催化劑制備方法比較、摻雜助劑金屬離子以及反應條件優(yōu)化等方面,而關于系統(tǒng)研究某一種催化劑制備方法工藝條件的文獻報道較少。本文選用蒸氨法制備Cu/SiO2催化劑,研究了蒸氨過程中活性物種與載體之間的相互作用過程,并考察了各可變量參數(shù)對催化劑催化性

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催化劑的過程中,較低的蒸氨壓力有利于銅氨離子快速分解負載在載體上,避免銅粒子聚集長大,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。在反應溫度 T=200℃、反應壓力 P=3.0MPa、液時空速 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99.9％以上,乙二醇選擇性可達94.4%以上;
　　(2)對于銅基催化劑,活性物種銅的含量對催化劑催化性能有著一定的影響。若銅負載量過低,催化劑起不到催化作用;若銅負載量過高,銅物種可能會聚集在一起,造成活性位分布不均,顆粒變大,燒結(jié)失活。因此,適當?shù)你~負載量對催化劑催化性能的提高有一定的幫助。在制備、評價了不同銅負載量的系列 Cu/

4、SiO2催化劑后,發(fā)現(xiàn)銅負載量在20%左右時催化劑在反應中表現(xiàn)出相對較高的催化活性;
　　(3)由于蒸氨法是利用過量氨水與硝酸銅反應生成銅氨絡合物,之后再蒸氨分解銅氨絡合物使銅負載在載體二氧化硅上,因此氨水用量對 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價之后,發(fā)現(xiàn)氨水用量為7mL為宜;
　　(4)由于銅的熔點(1083℃)較低,因而銅基催化劑對溫度敏感。為了提高銅基催化劑的熱穩(wěn)定性