钼基催化剂乙醇一步法制备乙酸乙酯的研究

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在乙酸乙酯的工业化合成路线中,乙醇一步合成法由于成本低、设备腐蚀小以及无毒性等优点,被认为是最有前景的乙酸乙酯制备方法。本文开发了一种全新的基于MoS2/C催化剂的乙醇一步法合成乙酸乙酯的工艺。本文研究了助催化剂铜的添加对催化剂性能的影响,对反应工艺条件进行了优化,并对该催化过程的反应机理进行了讨论。研究结果表明,助催化剂铜的添加能提高乙酸乙酯的选择性,并可降低乙醛的选择性。铜的负载量为Cu/MoS2=5%(铜与MoS2的质量比)时乙酸乙酯的选择性较高,达到48%。助剂的添加顺序也对催化剂性能有比较明显的影响,先负载铜的催化剂催化活性较高。对添加助剂的催化剂的XRD表征发现,形成了新的Cu0.67/Mo6/S9.15(摩尔比)物相。对工艺条件的研究表明,反应温度为290℃,乙醇液体空速为0.6h-1,催化剂有较高的催化活性,乙酸乙酯选择性为48%,乙醇转化率为86%。通过乙酸乙酯生成机理的研究发现,乙酸乙酯的生成是由两个脱氢步骤构成的。第一步为乙醇脱氢生成乙醛,第二步为乙醇和乙醛加成脱氢生成乙酸乙酯。实验结果表明,纯乙醛在该催化剂上不发生生成乙酸乙酯的反应,故否定了乙醛缩合和乙醛歧化生成乙酸乙酯的反应机理。本文还对主要副产物烯烃的生成过程进行了研究,结果表明,主要副产物乙烯和丙烯,其主要生成来源为乙醇,由乙醛向乙烯或丙烯的转化很难发生。
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