醋酸酯气相催化加氢制备乙醇的研究

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以醋酸为原料间接制备燃料乙醇工艺可以缓解目前醋酸行业产能过剩局面,适合我国的国情。本论文研究了铜基催化剂上的醋酸甲酯加氢制备乙醇反应。筛选出性能好的催化剂;在固定床等温积分反应器中考察了反应温度、反应压力、醋酸甲酯液相质量空速、氢气与醋酸甲酯的摩尔比等对醋酸甲酯转化率及乙醇选择性的影响;建立了Lang muir-Hinshelwood型反应动力学方程。筛选出的Cu-Mn-Al催化剂性能较好,在反应温度为225℃、压力为3.75MPa、液时空速为0.2h-1、氢气与醋酸甲酯摩尔比为87的条件下醋酸甲酯转化率可达到98.8%,乙醇选择性达到92.9%。在反应温度170℃-250℃、反应压力2MPa-6MPa、醋酸甲酯液相质量空速0.1h-1-0.9h-1、氢气与醋酸甲酯的摩尔比20-200的条件下,随着温度升高醋酸甲酯转化率和乙醇选择性都有明显增加,在210℃时,醋酸甲酯转化率达到99.3%;增加反应压力,醋酸甲酯转化率和乙醇选择性随之增加,压力到3.75MPa后,醋酸甲酯转化率和乙醇选择性上升的速率趋于平缓;提高醋酸甲酯液相质量空速,醋酸甲酯转化率降低,乙醇选择性呈增加趋势;提高氢气与醋酸甲酯的摩尔比,醋酸甲酯转化率升高,乙醇选择性呈下降趋势。根据正交实验数据,采用参数估值方法,得到Langmuir-Hinsh elwood型动力学模型中的参数,残差分析及统计检验表明,该动力学模型是适宜的。
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