1,6-己二醇（HDOL）分子结构独特,在聚酯、聚氨酯以及环保型涂料等多个领域有着广泛应用,国内外需求连年攀升。以己二酸二甲酯（DMA）为原料加氢制备HDOL具有生产工艺路线简单和选择性高的优点,是目前工业化生产HDOL最为有效可行的途径。前期研究表明,本课题组开发的Cu-ZnO-Al2O3催化剂在DMA加氢反应中具有优异的催化活性,但长期运行稳定性存在一些不足。本文针对DMA加氢反应特点,对Cu-ZnO-Al2O3催化剂进行结构优化,以期提高其催化稳定性,并在此基础上进行反应热力学和动力学研究及反应过程多尺度数值模拟,为HDOL的工业化生产设计提供基础依据。为探究铜基催化剂在DMA加氢反应中的失活机理和催化剂结构与稳定性之间的构-效关系,首先采用共沉淀法制备了不同铜含量的Cu-ZnO、Cu-Al2O3二元催化剂,分别考察锌、铝组分对于催化剂结构和稳定性的影响机制。评价结果表明,两种催化剂在较短的时间内均出现了显著的催化活性降低现象。表征结果显示,Cu-ZnO、Cu-Al2O3催化剂结构具有较大差异,其失活机理也不相同。Cu-ZnO催化剂中铜分散度较低,且铜颗粒与氧化锌之间相互作用较弱,催化剂在使用过程中发生烧结导致活性降低。Cu-Al2O3则主要是由于催化剂孔道直径较小,反应过程中出现严重积碳现象,导致催化剂快速失活。因此,提高DMA加氢催化剂稳定性的关键,在于提高催化剂抗烧结性能和增大催化剂的孔道直径。对比Cu-ZnO和Cu-Al2O3催化剂表征结果可知,催化剂中加入助剂ZnO,有利于形成较大的孔道结构,减少积碳的产生,而Al2O3的加入则能够显著提高铜的分散度,有助于催化剂抗烧结性能的提升。基于此,本文通过改变Cu-ZnO-Al2O3催化剂锌铝比对催化剂结构进行调控,得到了抗高温性能优异的高稳定性CZA30-1催化剂。进一步研究发现,ZnO在增大催化剂孔道直径的同时,还能够作为阻隔体限制铜颗粒的迁移,进一步提高催化剂的抗烧结性能。为探究操作条件对反应热力学平衡的影响,论文在完善相关热力学数据的基础上,对DMA加氢反应体系进行了热力学计算分析。首先采用Benson基团贡献法估算了 DMA、6-羟基己酸甲酯（1C6MEol,中间产物）和HDOL的气相标准摩尔生成焓、标准熵和恒压热容等相关热力学数据。分别采用Joback基团贡献法和Constantinou-Gani（C-G）基团贡献法对三者的临界性质进行估算,与文献数据比对发现Joback法计算结果更可靠。利用汽液平衡釜测定了 DMA和HDOL在一定温度范围内的饱和蒸汽压数据,计算了二者的偏心因子和摩尔蒸发焓;并以DMA和HDOL计算结果为依据,筛选了 1C6MEol偏心因子的估算方法,得到了 1C6MEol的安托因方程参数;采用对比态法估算了物质的饱和液体摩尔体积。利用Soave-Redlish-Kwang（RKS）方程对反应体系混合物进行分析,结果表明反应体系是以气相状态存在的。在上述研究基础上,对DMA气相加氢反应热力学进行计算分析,探究了反应温度、反应压力以及氢酯摩尔比等操作条件对反应平衡的影响规律。利用高压固定床反应器,采用CZA30-1催化剂,在温度为473～513 K,压力为2～6 MPa,氢酯摩尔比为150～270,DMA液时空速为1.28～2.55 h-1的条件范围内,对DMA加氢反应动力学进行研究。基于DMA加氢反应特点,依据Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watsont（LHHW）吸附理论推导出 35 种动力学模型,利用实验数据分别对模型参数进行优化估值并进行热力学一致性和统计检验,筛选出反应动力学模型为:r=（k1KDMApDMAKHpH-k2KHDOLpHDOLKMeOHpMeOH）/（1+KHpH+KDMApDMA+KHDOLpHDOL+KMeOHpMeOH）2推测反应过程为:DMA和H2以分子态吸附于单活性位,第1步加氢表面反应为速率控制步骤。建立了形式简单、便于工程化应用的幂函数型动力学方程,采用四阶龙格-库塔法求解模型参数并进行统计检验,结果表明模型具有高度的显著性和适应性。所得幂函数型动力学方程为:r=87.05exp（-63.55 × 103/RT）pDMA0.63pH0.40在上述研究基础上,建立了不同几何结构的CZA30-1颗粒催化剂三维反应-扩散模型并进行数值模拟,得到了典型工况下颗粒催化剂上的浓度分布和温度分布。以内扩散有效因子为考察指标,优选出用于工业化生产HDOL的Φ 5×5 mm五孔柱形催化剂;获得了温度、压力和氢酯摩尔比等反应条件对催化剂内扩散有效因子的影响规律,为催化剂的工业化应用提供基础依据。建立Φ2000×8000 mm绝热固定床反应器模型进行数值模拟分析,探究了进料温度、反应压力、氢酯摩尔比和液时空速等操作条件对反应器性能的影响规律。