乙炔羰基化合成丙烯酸（酯）的非均相镍催化剂研究

发布时间：2018-01-12 05:09

  本文关键词：乙炔羰基化合成丙烯酸（酯）的非均相镍催化剂研究　出处：《北京化工大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：丙烯酸(酯)作为主要的高分子聚合物单体和化工原材料,工业生产中主要通过丙烯的两步氧化法来制备。随着世界能源结构中天然气和原油资源的日渐耗竭,煤制乙炔再次成为合成大宗化学品的重要原料,尤其近年来氧热法生产电石技术的发现进一步促进了电石乙炔下游产品的开发。电石乙炔炉中的副产物一氧化碳可作为乙炔经羰化反应制备丙烯酸(酯)的羰基源,这样可以大大减少电石乙炔过程中的CO排放量,改善资源的有效利用,并降低对环境的污染。目前乙炔羰基化反应合成丙烯酸以均相催化剂为主,存在产物与催化剂分离困难、反应中积碳严重以及酸助剂腐蚀设备等问题,研究的热点转向开拓高效的非均相催化体系。文中通过等体积浸渍法制备了一系列不同形态的镍基催化剂,在50 ml高温高压反应釜中探究了不同催化剂对乙炔经羰基化反应制备丙烯酸(酯)的催化活性,通过BET和H2-TPR技术手段对催化剂进行了表征,并优化了反应的工艺条件,得到主要结论如下。(1)催化剂的活性组分是金属镍,不同前驱体的催化活性顺序是：Ni(NO3)2Ni(AC)2Ni(Cl)2≈Ni(Br)2；载体对催化剂的活性起到了重要作用,不同载体的催化活性顺序是：TiO2SiO2Al2O3;随着镍负载量(1-7 wt.%)的增加,活性组分分散度降低引起氢气还原峰温度降低,催化活性先增加后减少并在镍负载量为5 wt.%时达到最大,担载量较大的催化剂因为镍原子在载体的表面的堆聚导致催化活性下降。(2)三苯基膦(PPh3)的添加明显提高了乙炔经羰基化反应制备的丙烯酸的收率和选择性,最佳加入量为:nNi：nPPh3=1:2；加入酸助催化剂HCl可增加丙烯酸甲酯的收率和选择性,最佳加入量为0.3 ml。(3)乙炔经羰基化反应制备丙烯酸的最佳反应条件为：nNi=0.201 mmol,T=200 ℃, P0=7.0 MPa, nH2O:nC2H2=2.5,反应2 h。实验得到：YAA=69.27%,SAA=87.56%,STY=89.39(mol AA)(mol Ni·h)-1。(4)合成丙烯酸甲酯的最优条件为：P0=7.0 MPa,T=200℃, nNi=0.402 mmol,反应0.5 h。实验得到：YMA=23.04%,SMA=73.37%, STY=59.46(mol MA)(mol Ni·h)-1。
[Abstract]:A series of nickel - based catalysts with different morphologies were prepared by means of BET and H2 - TPR . ( 3 ) The optimal reaction conditions for preparing acrylic acid by carbonylation of acetylene are : nNi = 0.201 mmol , T = 200 鈩，

本文编号：1412809