丙酮醛是一种重要的有机合成中间体,被广泛应用于生产药物中间体4-甲基咪唑和食品增香剂呋喃酮,并在医药、农药、纺织等领域也有很重要的应用。近年来随着咪唑以及呋喃酮等香料需求的增加,丙酮醛的需求也在逐步升高。国内丙酮醛的生产起步晚,规模较小,并且所需催化剂比较昂贵。因此本文对丙二醇氧化制备丙酮醛的催化剂进行了研究。 论文首先对以氧化铝为载体,在银、磷、钒修饰下的钼系催化剂进行了研究,通过实验发现该催化剂对丙二醇氧化制备丙酮醛具有高的催化活性和较好的选择性。在温度300℃、氧醇摩尔比1.2:1、反应空速5000h^-1、丙二醇浓度80 wt%的条件下,Mo-V-Ag-P催化剂上丙二醇转化率为70.4%,丙酮醛选择性为40.1%。该催化剂优点是反应温度比较低,催化剂的性能比较稳定。 其次对采用离子交换法制备的负载在分子筛上的银系催化剂进行了研究,发现此催化剂在助催化剂磷、锆、锌、钾等的作用下对丙二醇的低温氧化脱氢具有很高的活性,可以得到较好的丙酮醛的收率,并且产物中的甲醛、乙醛副产物的量比较低;经过对Ag-P催化剂上反应条件的考察,发现当温度为300℃、氧醇比1.7:1、空速6000h^-1、丙二醇浓度为70wt%时,丙二醇的转化率为90%,丙酮醛的选择性为45%。 最后通过对动力学研究,发现催化剂表面上的吸附氧与吸附丙二醇之间的反应为反应速度控制步骤,该结果为反应器设计及催化剂的进一步改进提供了依据。