乙酸催化加氢制乙醛催化剂的研究

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作为一种重要的基础化工原料,乙醛在药物、香料和农药等有机合成中占有重要的地位。由于工业上从甲醇羰基化合成乙酸成本低,大规模生产,近年来,由乙酸直接加氢制取乙醛的工艺备受重视。通过比较不同活性组分、不同载体的性能,选择了Pt-Fe/MCM-41催化剂作为研究对象;以等体积浸渍法制备了不同配比的Pt-Fe/MCM-41催化剂,采用BET、XRD、 H2-TPR、H2-TPD、NH3-TPD等表征方法对催化剂进行了表征;在固定床等温反应器中考评了催化剂的性能,考察了温度、压力等操作条件对乙酸转化率和乙醛、乙醇、乙酸乙酯选择性的影响。BET表明,当Pt含量增加时,催化剂的孔容变化不大;催化剂的XRD衍射峰呈现出载体只负载Fe的特征衍射峰;H2-TPR表明Pt-Fe间存在相互作用,Pt-Fe同时存在时还原峰向低温方向移动;H2-TPD表明Pt-Fe间存在相互作用;NH3-TPD表明Pt-Fe同时存在时,酸性位的酸量减少。研究表明,随Pt含量增加,对于Pt-Fe/MCM-41催化剂,Pt含量在1%-10%的范围内,乙醛选择性先增加后减少。当Pt含量为2%时,乙醛选择性最高,达34.39%。在2Pt-15Fe/MCM-41催化剂上,在温度300-340℃、压力0.1~2MPa、气体空速1600~8000h-1、氢气和乙酸的摩尔比3-30的条件下,随温度升高,乙酸转化率增加,乙醛选择性降低;随压力升高,乙酸转化率和乙醛的选择性均降低;随气体空速增加,乙酸转化率降低,乙醛选择性先上升后下降;随氢气和乙酸摩尔比的增大,乙酸转化率和乙醛的选择性均有先增加后减小的趋势。
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