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丁二酸酐是一种重要的有机合成中间体和精细化工原料,应用广泛。顺丁烯二酸酐(顺酐)是世界上除苯酐和醋酐外的第三大酸酐原料。顺酐加氢连续化生产丁二酸酐技术具有很强的竞争力,目前国内外尚未有大规模工业化报道。
本论文在固定床反应条件下研究了顺酐加氢制丁二酸酐催化剂与小试工艺条件,开发了性能优异的贵金属催化剂,贵金属含量相比于文献大大降低,反应条件温和,为顺酐加氢制丁二酸酐实现连续化工业生产提供了有益的理论基础。
本论文的主要研究内容与结果如下:
1.筛选不同的催化剂配方,确定M/Al2O3是顺酐加氢制丁二酸酐最优的催化剂,优化后金属负载量为0.5wt%。比较了不同制备方法对反应性能的影响,确定制备方法为浸渍法。优化了浸渍法的制备工艺条件。
2.考察反应工艺条件对催化剂性能的影响,并对反应工艺条件进行了优化,合适的反应工艺条件为:反应温度80~100℃,反应压力0.5MPa,氢酐比10~30,质量空速≤1.2h-1。在该条件下,顺酐转化率和丁二酸酐选择性分别可达98%和96%以上。
3.考察催化剂稳定性,在优化的反应工艺条件下,催化剂稳定运行1000h。1500h后顺酐转化率降至90%以下,对失活催化剂进行了表征分析,失活催化剂存在较多的活性金属组分流失,金属M粒径略有所长大,并未发生大量团聚。催化剂表面覆盖了较多积碳物质,导致催化剂比表面积、孔容和孔径明显下降。活性金属组分流失和表面积碳是导致催化剂失活的主要原因。
本论文在固定床反应条件下研究了顺酐加氢制丁二酸酐催化剂与小试工艺条件,开发了性能优异的贵金属催化剂,贵金属含量相比于文献大大降低,反应条件温和,为顺酐加氢制丁二酸酐实现连续化工业生产提供了有益的理论基础。
本论文的主要研究内容与结果如下:
1.筛选不同的催化剂配方,确定M/Al2O3是顺酐加氢制丁二酸酐最优的催化剂,优化后金属负载量为0.5wt%。比较了不同制备方法对反应性能的影响,确定制备方法为浸渍法。优化了浸渍法的制备工艺条件。
2.考察反应工艺条件对催化剂性能的影响,并对反应工艺条件进行了优化,合适的反应工艺条件为:反应温度80~100℃,反应压力0.5MPa,氢酐比10~30,质量空速≤1.2h-1。在该条件下,顺酐转化率和丁二酸酐选择性分别可达98%和96%以上。
3.考察催化剂稳定性,在优化的反应工艺条件下,催化剂稳定运行1000h。1500h后顺酐转化率降至90%以下,对失活催化剂进行了表征分析,失活催化剂存在较多的活性金属组分流失,金属M粒径略有所长大,并未发生大量团聚。催化剂表面覆盖了较多积碳物质,导致催化剂比表面积、孔容和孔径明显下降。活性金属组分流失和表面积碳是导致催化剂失活的主要原因。