草酸二甲酯加氢合成乙二醇过程的研究

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乙二醇(EG)是一种重要的有机化工原料,常用于合成聚酯和作为抗冻剂。采用碳一路线,从合成气出发由CO气相催化偶联合成草酸酯,再加氢制乙二醇是近来被公认为经济性较好的一种工艺路线。催化加氢制乙二醇采用Cu/SiO2催化剂,该催化剂活性高、成本低,但易失活,因此不足以中试。本课题进一步改进草酸二甲酯(DMO)催化加氢制乙二醇过程中的Cu/SiO2催化剂,主要从制备条件着手研究。   首先,采用沉淀沉积法制备30wt%Cu/SiO2催化剂。在一定的反应条件下,考察焙烧温度和初始pH值对孔径的影响以及对活性的影响。结果发现CT400有最大的比表面积,铜离子得到高度均匀分散,而且XRD表征发现其表面有较多Cu+活性中心,因此是最优的焙烧温度。实验结果印证了CT400的高活性,在T=478K,P=2.0MPa,LHSV=1.00h-1的工艺条件下,DMO的转化率可达100%,EG的选择性高达98.67%。前驱体溶液的初始pH值对DMO的转化率影响不大,但是考虑到EG的选择性,前驱体溶液的初始pH值应该在2-3的范围内。   其次,对用上述方法制得的催化剂进行工艺条件考察,发现系统压力3.5MPa较经济,氢酯比为80~100∶1,DMO液时空速0.6~1.00g/g-cat./h较合适。   最后,对反应机理进行分析,在微型固定床管式反应器中研究草酸二甲酯加氢反应本征动力学,发现草酸二甲酯加氢符合L-H机理,表面反应控制,氢不解离吸附。统计检验表明,在所研究的工艺范围内,该模型是高度适用的,能够很好地描述动力学特征。
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