| 丙酮一步法合成甲基异丁基酮催化剂的制备及性能研究 | |
| 刘晓红 | |
| Subtype | 理学硕士 |
| Thesis Advisor | 徐贤伦 |
| 2003-07-11 | |
| Degree Grantor | 中国科学院研究生院 |
| Department | 绿色化学研究发展中心 |
| Degree Discipline | 物理化学 |
| Keyword | 丙酮 甲基异丁基酮 一步法 负载型pd催化剂 Acetone Methyl Isobutyl Ketone One Step Supported Pd Catalyst |
| Abstract | 目前应用和研究较多的生产甲基异丁基酮（MIBK）的方法是丙酮一步法，其中双功能催化剂的选择是最关键的步骤。有关MIBK合成工艺的改进研究报道甚多，催化剂体系的选择各异。本文在总结了几种催化剂体系发展情况的基础上，结合工业应用的实际需求，采用负载型双功能催化剂，在常压或低压下以丙酮和氢为原料，一步合成了MIBK。 通过考察不同载体和不同加氢活性组分的催化性能，发现以ZSM-5分子筛、氧化铝、氧化锆为载体，Pd为加氢活性组分的催化剂表现出了良好的催化性能。 ● Pd/ZSM-5 ZSM-5分子筛采用有机酸预处理后可产生二级孔道，这对于扩散控制的反应，有利于物料的传输，原料与产物的传质增加，大大提高了催化活性，而且避免了产物在催化剂孔道中停留时间过长而引起的二次缩合，因而可减少因积碳而导致的失活。孔道增大有利于金属组分均匀的分散于分子筛上，使载体的酸碱中心与金属的加氢中心起到更好的协同作用。 ● Pd/Al2O3 催化活性随着负载Pd含量的增加而升高，MIBK的收率在Pd含量为0.1～0.3wt％之间随着Pd含量的增加而逐渐降低，在Pd含量为0.3～0.5wt％之间呈增加趋势，而MIBK的选择性却随Pd担载量的增加而呈下降趋势。合适的Pd含量为0.2～0.3wt％；氧化铝在873-1073 K下预处理后所制得的催化剂具有最适于丙酮合成MIBK反应的比表面和孔结构，具有最佳的反应性能；Pd在氧化铝载体上的特定分布对其活性和选择性有着较大的影响，加入载体量1.0～1.5wt％的竞争吸附剂柠檬酸控制Pd成厚壳型分布的催化剂具有最佳的性能。 碱金属助剂对催化剂的催化性能有明显的改善，且助剂与主活性组分之间存在电子效应，使催化剂的活性和选择性都得以提高。浸渍顺序及助剂含量对催化性能也有较大影响。共浸法优于分浸法，合适的助剂含量为0.6～1.0wt％。催化性能与前驱体也有一定的关系，氯化物要优于硝酸盐。 ● Pd/ZrO2 考察了不同制备方法得到的纳米二氧化锆为载体担载Pd催化剂对丙酮缩合加氢的影响。纳米氧化锆的制备方法对二氧化锆的物理性质和催化性能有较大的影响。不同的沉淀方法、陈化环境，使之对不同的产物具有不同的选择性，其中，在母液中373K陈化得到的二氧化锆为载体的催化剂活性最高，对DIBK的选择性最高；沉淀剂滴加到盐溶液中得到的二氧化锆为载体的催化剂活性较差，但对MIBK的选择性最高。催化剂的Pd分散度和酸性表征结果表明，Pd分散度和酸性对催化剂的催化性能影响很大。 反应温度、反应压力、液体空速、氢酮摩尔比等条件实验表明，合成MIBK的最佳反应条件为：T：423～473 K，L.s.v.＝1～2 h-1（v/v），H2/Ac（mol）＝1～2。压力增大有利于MIBK生成。考察了反应液中水含量的影响，过多的水是催化剂的毒物，但少量的水可以提高MIBK的选择性。Pd催化剂在短期稳定性考察中表现出了良好的活性和选择性，具有较好的工业应用前景。 |
| Subject Area | 多相催化 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/5506 |
| Collection | 绿色化学研究发展中心 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 刘晓红. 丙酮一步法合成甲基异丁基酮催化剂的制备及性能研究[D]. 中国科学院研究生院,2003. |
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