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单独的1,4-丁二醇脱氢制γ-丁内酯反应和糠醛加氢制2-甲基呋喃反应具有一些缺点,如:因单独过程的强吸、放热,易导致局部反应温度过冷或过热,降低目的产物选择性、低的能量和氢的利用率等。针对两反应的上述缺点,朱玉雷开发了常压脱氢加氢耦合一体化制γ-丁内酯和2-甲基呋喃的新工艺,在耦合过程中,糠醛加氢反应释放出来的热可以被1,4-丁二醇脱氢反应所用,而1,4-丁二醇脱出的氢可以被糠醛加氢所用。脱氢加氢耦合一体化体现了一个高效节能的过程,但目前仍然缺乏对这一过程的全面和深入的认识,因此对其进行详细地研究非常必要,本文从反应和催化剂两方面着手,对脱氢加氢耦合一体化制γ-丁内酯和2-甲基呋喃作了进一步的研究,以期能为其工业化提供一些基础参数。主要研究结果如下: 1.利用应用广泛的Cu-Cr体系催化剂对1,4-丁二醇和糠醛单独脱氢加氢反应分别进行了详细地研究,得到了这两个反应的最佳操作条件,XRD和TG-DTG表征发现,Cu~0为催化剂的活性中心,Cr的存在促进了Cu的高度分散,助剂Ca和Ba的加入,降低了催化剂的还原温度,提高了目的产物的选择性,整体上提高了催化剂的性能。 2.采用脱氢和加氢效果皆好的Cu-Cr-Ca-Ba催化剂对耦合反应进行了详细地研究。得到了耦合反应最佳的操作条件。 3.采用不同铝源制备了一系列Cu-Zn-Al催化剂,考察了各自的耦合反应性能,结果表明:采用氧化铝溶胶作为Al源的催化剂,反应性能较好。考察了焙烧温度对此催化剂耦合反应性能的影响,结果表明:350℃焙烧的催化剂的催化性能最好。低温不利于催化剂前驱体的完全分解,温度过高将会降低催化剂的比表面积,最终导致目的产物选择性的降低。 4.1,4-丁二醇脱氢、糠醛加氢的比活性随着焙烧温度的提高而增大,但是同时表面积的降低又抵消了催化剂的比活性的增加,导致催化剂总的活性的降低。