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为了解决醋酸乙酯催化加氢制乙醇气固相反应工艺中催化剂床层温升较大和氢酯摩尔比(氢酯比)较高的问题,本研究在反应体系中引入了高沸点液相介质,在反应釜中对醋酸乙酯加氢制乙醇气液固三相反应进行了研究。 采用共沉淀法制备了不同Zn/Al摩尔比的Cu-ZnO/Al2O3催化剂并进行了性能评价和XRD、ICP、BET、H2-TPR结构表征。结果表明,Zn/Al摩尔比为0.75的Cu-ZnO/Al2O3催化剂加氢性能最佳;催化剂的结构表征显示Cu活性组分具有较高的负载量和较好的分散度,催化剂的孔径主要以介孔的形式存在,催化剂具有单一的还原峰,适合的还原温度为230~300℃。 分析计算了醋酸乙酯加氢制乙醇的平衡转化率,并在固定床反应器中对反应条件进行了优化。计算结果表明,较低的温度、较高的压力和氢酯比有利于醋酸乙酯平衡转化率的提高。优化的固定床反应条件为:温度250℃,压力4 MPa,液时空速1.0 h-1,氢酯比15∶1,此时醋酸乙酯的转化率为87.5%,乙醇的选择性为96.7%。 分别以液体石蜡和四乙二醇二甲醚为溶剂在反应釜中进行了醋酸乙酯加氢制乙醇气液固三相反应。结果表明,醋酸乙酯在四乙二醇二甲醚溶剂中的转化率要明显高于液体石蜡介质中;溶解度模拟计算结果显示,H2、醋酸乙酯和乙醇在四乙二醇二甲醚中的溶解度均大于在液体石蜡中;当催化剂粒径大于120目,搅拌转速大于800 r·min-1时,反应的内外扩散阻力可忽略;在最佳的反应条件:温度250℃,压力5.0 MPa,液时空速1.0 h-1,氢酯比10∶1,搅拌转速800 r·min-1时,醋酸乙酯的转化率达83.5%,乙醇的选择性为96.5%;低催化剂浓度下的气液传质系数为2×10-3 s-1,最佳的催化剂质量浓度为3.0%。