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甲基丙烯酸甲酯（MMA）是合成有机玻璃及MBS树脂的单体。我国MMA的生产以丙酮腈醇法（ACH法）占主导地位，合成路线复杂，生产工艺长，多步反应后产率低，成本高，其采用有剧毒的氢氰酸为原料，产生大量难于处理的废酸，所消耗的浓硫酸对设备腐蚀性大，对环境污染严重，因此开发新的MMA工艺路线很有必要。近年来很多国家采用异丁烯为原料来生产MMA并已实现工业化。异丁烯氧化酯化为甲基丙烯酸甲酯一般分三步完成：异丁烯先被氧化为甲基丙烯醛（MAL），MAL再氧化为甲基丙烯酸（MAA），最后加入甲醇酯化为MMA。日本旭化成公司以异丁烯为原料，得到MAL后直接氧化酯化的方法正在开发中。 本论文将异丁烯三步法制甲基丙烯酸甲酯简化为两段法，即把MAL氧化为MAA和酯化为MMA的反应合并为一步进行，将MAL溶于甲醇，再通入空气氧化、酯化。这是一种新的合成方法，催化剂的制备是本论文的技术关键。第一段反应的主催化剂为Mo-Bi或Mo-V复合氧化物，在其中添加稀土元素作为助催化剂。用共沉淀法制备了含有镧系元素Ln的Mo-Bi-Ln及Mo-V-Ln催化剂，并在固定床反应器中考查了反应温度、异丁烯浓度、原料气的流量及稀土添加量对异丁烯转化率和生成甲基丙烯醛的选择性的影响，制备了50种稀土钼-铋、钼-钒新型催化剂，筛选出了两种活性高的催化剂；并采用测定比表面、红外光谱、X-射线衍射、扫描电镜和拉曼光谱等技术对催化剂进行了表征。用共沉淀法制备的催化剂的活性主要决定于其化学组成，同时受到制备条件的影响，最佳催化剂的主要物相组成为α-Bi2Mo3O12，Er2Mo3O12和Mo4V6O24，YbVO4。另外还进行了反应机理的探讨，找出了催化剂的反应性能与结构的关系，为改进催化剂提供了理论依据。 第二段反应的主催化剂是Pd，添加Pb可提高选择性，当反应体系中水分含量低于3.5％时，可以防止催化剂活性降低，抑制副产物甲基丙烯酸的生成。主要研究了反应中原料的物质量的比、反应温度及催化剂的组成对原料的转化率和生成主产品选择性的影响。随着副产物分离技 河北师范大学硕士学位论文（摘要）术的发展，有望建立一条经济合理的工艺路线。在Pd中加入稀土来改变催化剂的组成和结构，调变催化剂的性能。在Pd5Pb，Fe，催化剂中添加Ln后既提高了MAL的转化率，又提高了生成MMA的选择性。 实验研究表明:在MO一Bi一O、MO一V-O催化剂中加入适量的稀土元素Ln，对原晶体结构起到一定的调变作用，有利于活性位点的活化和再生，可提高异丁烯转化率和生成甲基丙烯醛的选择性。MAL氧化酷化法采用一个工艺单元替代传统的两个工艺单元制取MMA，反应合并在同一容器中进行，可精简MAA的分离等步骤，缩短了工艺流程，使MMA收率从70%提高到了78.2%，达到国际先进水平，并且减少了对环境的污染，易于推广应用。因而，异丁烯两段法制MMA工艺具有较大的经济效益和社会效益，很有发展前景。