木屑催化转化制备苯甲酸的研究

发布时间：2017-12-11 05:31

  本文关键词：木屑催化转化制备苯甲酸的研究

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【摘要】：生物质是一种储量巨大的可再生能源,同时也是唯一的可再生的有机碳源,在替代化石能源作为燃料与化学品来源方面具有巨大的优势。本论文提出并实现了以生物质(木屑)为原料制备高值化学品-苯甲酸的催化转化过程:(1)木屑催化裂解制备芳烃混合物;(2)重质芳烃脱烷基制备甲苯;(3)富含甲苯的芳烃混合物液相氧化制备苯甲酸。取得的研究成果包括:1.木屑催化裂解制备芳烃混合物的研究。选用了 1%Zn/HZSM-5分子筛作为催化剂,研究了主要反应条件以及添加助剂甲醇对生物质催化裂解过程的影响。在最佳的反应条件(温度T = 450℃,甲醇/木屑质量比1:1)下,获得的混合芳烃的最大产率为23.2wt%。涉及的反应过程主要包括裂解、脱羰基、脱羧基、脱羟基以及芳构化等。同时发现添加甲醇有利于提高芳烃产率,并减少了催化剂表面的积碳,抑制了催化剂失活。2.重质芳烃催化脱烷基制备甲苯的研究。考虑到木屑催化裂解得到的芳烃混合物成分复杂,有必要进行催化脱烷基处理提高甲苯含量。选用Re/HY分子筛作为催化剂,研究了反应温度和添加甲醇对重质芳烃脱烷基过程的影响。在优化的反应条件(温度T=530℃,甲醇添加量30wt%)下,有机液体产率为52.3wt%,产物主要是46.1wt%苯,45.2wt%甲苯和6.8wt%二甲苯。添加甲醇能够显著地降低积碳产率。3.富含甲苯的芳烃混合物液相氧化制备苯甲酸的研究。首先,进行了催化剂的筛选,发现MnO2/NHPI催化剂氧化活性高,同时不含氯化物,可作为芳烃氧化的催化剂。其次,考察了温度和反应时间对于反应物转化率和产物选择性的影响。选用MnO2/NHPI催化剂,在100℃和反应时间5小时的条件下,苯甲酸的选择性可达85.1 C-mol%,甲苯几乎完全转化。在优化条件下,苯甲酸的总产率可达207.8g/kg木屑(木屑甲醇质量比为1:1.2)。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ245.12

【参考文献】

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本文编号：1277364