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丙烯酸丁酯是重要的化工原料和中间体,可经乳液聚合、共聚、溶液聚合等方式制备出交联、塑性等聚合物。本论文以非石油路线乙炔羰基化法合成丙烯酸丁酯,对乙炔羰基化法合成丙烯酸丁酯工艺,沉积物和反应机理进行探究。 首先,工艺结果表明以醋酸镍为主催化剂,碘化亚铜(CuI)为助催化剂合成丙烯酸丁酯的较优工艺条件为:n(C3H6O)∶n(C4H9OH)∶n(C2H2)∶n(H2O)=1.2∶2∶0.86∶0.17,碘化亚铜浓度2×10-3mol/L,醋酸镍的浓度12×10-3mol/L,丙烯酸浓度400×10-3mol/L,反应时间2h,反应温度210℃,初始压力6MPa,搅拌速率1200r/min。在此工艺条件下,丙烯酸丁酯收率和选择性分别为84.27%和85.30%。以纳米氧化镍为主催化剂,碘化亚铜(CuI)为助催化剂合成丙烯酸丁酯的较优工艺条件为:n(C4H9OH)∶n(C2H2)∶n(C3H6O)=1∶0.38∶1.2,纳米NiO浓度120×10-3mol/L,CuI浓度6×10-3mol/L,丙烯酸浓度400×10-3mol/L,反应温度235℃,初始压力6MPa,搅拌速率600r/min,反应时间90min。在此工艺条件下乙炔转化率为97.56%,丙烯酸丁酯的选择性和收率分别为87.22%和85.10%,进而探讨催化反应机理。 其次,反应过程产生的沉积物的表征结果表明,积碳类型主要有聚合型、丝状型、石墨型和无定型,大部分的沉积物属于“软碳”,可在较低温度焙烧除去,少部分的沉积物属于“硬碳”,需要高温才可除去。最后,催化剂的XRD、SEM、RAMAN、XPS和TG表征结果表明,催化剂表面结碳和碘化亚铜的溶解导致其失活,失活的催化剂可在流动的空气氛围中,程序升温到450℃进行再生。