论文部分内容阅读
C2~C3多元醇是指乙二醇、丙二醇和丙三醇,广泛应用于化纤、汽车、食品和医药等行业中。C2~C3多元醇生产原料主要来源于石油,随着石油的日渐枯竭,以可再生资源蔗糖为原料生产制备C2~C3多元醇作为绿色化工,凸现出其经济优势,符合可持续发展的要求,具有十分广阔的应用前景。本文首次以硅藻土为载体,Cu、Mo、Ni的盐类为前驱体,采用浸渍沉淀法制备了蔗糖氢解用Cu,Mo,Ni/硅藻土催化剂,通过TPR和XRD对其进行了表征。并将该催化剂用于蔗糖氢解反应,对氢解反应工艺条件进行了研究,重点考察了催化剂用量、反应压力、温度和搅拌速率等对蔗糖氢解制C2~C3多元醇反应速率和收率的影响。Ni作为主催化剂,是氢解类反应最常用的,助剂Mo、Cu的加入,能够提高Ni催化氢解的活性,降低活化温度。研究结果表明,当蔗糖加入量为20g时,使用22wt%的Cu,Mo,Ni/硅藻土作催化剂,其适宜用量为3.2g,在适宜的反应条件下,能够得到较大的产物收率。蔗糖氢解反应在较大的反应压力范围内(2~10MPa)都可进行,随着反应压力的增高,目标产物C2~C3多元醇的收率呈现先增大后减小的趋势,而适宜的反应压力为5MPa。随着反应温度的升高,蔗糖氢解反应速率加快,目标产物的收率增加。当反应温度高于160℃时,氢解反应过程过于剧烈,副反应增多,使目标产物的收率下降,实验得到的适宜反应温度是150℃。釜式反应器的搅拌能够使液相中的蔗糖与催化剂充分混合,使得气液相的有效接触面更大,同时,高转速能迅速的转移扩散反应产物,利于反应的进行,适宜的搅拌速率为900rad/min。在单因素讨论的基础上,采用正交试验法,得到了最佳的反应条件组合。本文中制备的Cu,Mo,Ni/硅藻土催化剂对蔗糖氢解反应的C2~C3多元醇收率较低,经分析讨论,是由催化剂活化过程中生成了Fe-Ni合金,以及活化后的催化剂转移到反应釜过程中被空气氧化,活性降低所致。