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脂肪醇作为精细化工产品原料被广泛应用于多个领域。工业中,天然脂肪醇主要通过脂肪酸甲酯催化加氢制得。由于氢气在甲酯中的溶解度较低,因此工业中传统加氢工艺均在高温高压条件下进行。
超临界流体具有近似液体的溶解性质和近似气体的扩散性质,因而得到广泛应用。本文以超临界丙烷作为介质,在间歇釜式反应器内研究超临界条件下月桂酸甲酯催化加氢制月桂醇过程。
文中首先通过基团贡献法对反应条件进行了模拟计算。其次对超临界加氢工艺条件进行了研究。H2、月桂酸甲酯与丙烷形成单一的超临界均相,消除了氢气的传质阻力,使反应压力由传统操作中的25~30MPa降低至12~18MPa。在超临界条件下,分别考察了温度、丙烷用量、搅拌转速、反应时间和氢酯比摩尔的影响,结果表明:超临界条件下,240℃为适宜的反应温度;在超临界均相组成范围内,介质丙烷的用量对反应无影响,而在非超临界组成下,月桂酸甲酯转化为月桂醇选择性仅为80%;在超临界条件下,反应所需最低搅拌转速为400rpm,低于常规加氢反应所需的最低搅拌转速600rpm;反应时间和氢酯比为影响反应转化率的两个重要因素:氢酯比为11时,反应时间由15min增至250min,反应转化率由13.95%增至95.89%~反应时间为150min时,氢酯比由8.8增至21.6,反应转化率由53.84%增至97.02%。在超临界条件下,催化剂表面反应物浓度的可控性提高了月桂醇选择性,其选择性均高于95%。