丙烯水合制异丙醇催化剂的研究

发布时间：2017-09-25 15:00

  本文关键词：丙烯水合制异丙醇催化剂的研究

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【摘要】：异丙醇是一种极其重要的化工原料,它可以作为溶剂、萃取剂同时又可以作为合成常用化工产品的中间体,因其用途广泛而在诸多领域中占据了不可或缺的地位,故国内异丙醇的生产市场具有广阔的发展前景。目前我国生产异丙醇的主要方法是丙烯直接水合法,随着该工艺日渐成熟,制备出成本低、稳定性高、对设备腐蚀和环境污染极小的新型催化剂是现阶段研究的重点方向。活性炭具有水热稳定性好且比表面积大的优点而常用于做催化剂的载体,它具备负载大量磷酸的能力和制备出高稳定性的固体磷酸催化剂的潜能。通过接枝物将载体活性炭与活性组分磷酸牢牢结合,同时对活性组分的表面覆盖保护组分,这样可以增大磷酸负载的总量,有效减缓活性组分损失,提高催化剂的活性的同时增强了其稳定性。ZSM-35沸石分子筛具有比表面积大、热稳定性好、抗积碳失活和择形催化的能力强、且硅铝比可调变性的范围广等诸多优点。通过对ZSM-35制备过程的改进,使其在催化丙烯水合反应时既能提高丙烯的转化率又能提高异丙醇的选择性。本论文研究了在制备活性炭负载磷酸催化剂的过程中,活性组分磷酸的负载量、保护组分及保护组分的配比、活性炭的预处理步骤、焙烧温度和焙烧时长等因素对其催化丙烯水合制异丙醇反应时所具有的催化活性的影响；还探究了反应条件(具体包括反应温度、反应压力和水烯摩尔比)、改性方法和粘结剂添加量等因素对ZSM-35催化丙烯水合制异丙醇反应时所具有的催化活性的影响,并进行1200h的长反应考察了ZSM-35催化丙烯水合的稳定性。
【关键词】：异丙醇 丙烯水合 活性炭 磷酸 ZSM-35
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36;TQ223.123
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 文献综述10-27
• 1.1 异丙醇的研究现状10-11
• 1.2 异丙醇的工业生产技术11-14
• 1.2.1 丙烯间接水合法11
• 1.2.2 丙烯直接水合法11-14
• 1.2.3 丙酮加氢法14
• 1.3 丙烯水合制异丙醇工艺中常见的催化剂14-19
• 1.3.1 固体磷酸催化剂15
• 1.3.2 沸石分子筛15-16
• 1.3.3 杂多酸化合物16-17
• 1.3.4 阳离子交换树脂17-19
• 1.4 活性炭负载磷酸催化剂19-23
• 1.4.1 活性炭的基本性质19-20
• 1.4.2 活性炭的吸附机理20
• 1.4.3 影响活性炭吸附能力的因素20-21
• 1.4.4 活性炭的化学性质21-22
• 1.4.5 活性炭负载磷酸催化剂22-23
• 1.5 ZSM-35沸石分子筛催化剂23-25
• 1.5.1 ZSM-35沸石分子筛的基本结构23-24
• 1.5.2 ZSM-35沸石分子筛的合成方法24-25
• 1.5.3 ZSM-35沸石分子筛合成方法的影响因素25
• 1.5.4 ZSM-35沸石分子筛催化剂25
• 1.6 论文的研究目的与内容25-27
• 1.6.1 论文的研究目的25-26
• 1.6.2 论文的研究内容26-27
• 2 实验部分27-34
• 2.1 实验原料及实验装置27-28
• 2.1.1 实验药品及试剂27
• 2.1.2 实验装置27-28
• 2.2 活性炭负载磷酸催化剂的制备28-29
• 2.2.1 活性炭的预处理28
• 2.2.2 负载磷酸28-29
• 2.2.3 覆盖保护层29
• 2.3 ZSM-35的改性29
• 2.3.1 ZSM-35的酸改性29
• 2.3.2 ZSM-35的挤条29
• 2.3.3 ZSM-35的二次改性29
• 2.4 催化剂的表征29-30
• 2.4.1 XRD晶相测定29-30
• 2.4.2 扫描电子显微镜(SEM)30
• 2.4.3 程序升温氨脱附(NH_3-TPD)30
• 2.5 催化剂的评价方法30-34
• 2.5.1 实验装置30-31
• 2.5.2 异丙醇数据分析31-32
• 2.5.3 反应活性评价指标32-34
• 3 活性炭负载磷酸催化剂催化丙烯水合34-42
• 3.1 丙烯水合的反应机理34-35
• 3.2 不同磷酸负载量及保护组分的催化剂活性35-37
• 3.3 保护组分不同配比制备的催化剂活性37-38
• 3.4 不同焙烧温度对催化剂活性的影响38-40
• 3.4.1 未预处理的活性炭在不同焙烧温度下的催化剂活性38-39
• 3.4.2 最后一次不同焙烧温度的催化剂活性39-40
• 3.5 最后一次不同焙烧时长的催化剂活性40
• 3.6 小结40-42
• 4 ZSM-35沸石分子筛催化丙烯水合42-55
• 4.1 ZSM-35沸石分子筛的结构表征42-44
• 4.1.1 ZSM-35沸石分子筛的XRD谱图42
• 4.1.2 ZSM-35沸石分子筛的SEM照片42-43
• 4.1.3 ZSM-35沸石分子筛的程序升温氨脱附43-44
• 4.2 反应条件对ZSM-35沸石分子筛催化活性的影响44-47
• 4.2.1 反应温度对ZSM-35催化活性的影响44-45
• 4.2.2 反应压力对ZSM-35催化活性的影响45-46
• 4.2.3 水烯摩尔比对ZSM-35催化活性的影响46-47
• 4.3 ZSM-35沸石分子筛的改性47-49
• 4.4 粘结剂添加量对ZSM-35沸石分子筛催化活性的影响49-50
• 4.5 ZSM-35沸石分子筛的稳定性考察50-53
• 4.6 小结53-55
• 结论55-56
• 参考文献56-61
• 致谢61-62

【参考文献】

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本文编号：917975