试析乙醇催化脱氢合成乙醛cusio,2催化剂的研究

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1、天津大学硕士学位论文乙醇催化脱氢合成乙醛Cu/SiO<,2>催化剂的研究姓名：张悦申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：马新宾20070601摘要乙醛作为重要的脂肪族化合物，是制造乙酸、乙酸酐、乙酸乙酯等多种重要化学品的重要原料，具有很高的工业应用价值。本研究考察了以Si02作为载体、铜为活性组分的负载型催化剂在乙醇脱氢法制备乙醛反应中的催化反应性能。采用气相色谱．质谱联用仪对乙醇催化脱氢制乙醛的反应产物进行了分析，实现了对在Cu／Si02催化剂上乙醇催化脱氢制乙醛反应主产物乙醛、副产物正丁醛、乙酸乙酯、正丁醇和l，1．二乙氧基乙烷的定性分析，并对副产物的产生

2、机理进行了初步探讨。本研究考察了反应温度、反应空速、Cu负载量、助剂的种类、助剂负载量、浸渍方法、催化剂制备方法对催化剂催化反应活性的影响。研究表明在反应温度为275℃，反应空速为3600h以下，选用粒径为0．5～1．0mm的Si02载体，采用等体积浸渍法制备的Cu．K20／Si02催化剂，在Cu负载量为5wt．％，K负载量为l叭．％时表现出最佳的催化反应活性。此时乙醇转化率为31．9％，乙醛选择性为93．8％，乙醛收率为29．9％。在反应时间165小时内，催化剂催化活性基本没有下降。通过TPD分析可以看出，K、Na助剂的添加使催化剂在500K以下的弱碱性位碱量有

3、所增加。活性测试表明在催化剂体系中引入一定量的K、Na助剂有利于乙醛选择性的提高，但是若引用的K、Na助剂过量则会导致催化剂的活性降低。而Ca、Mg助剂的添加则使500K-700K和750K-1100K的中强碱性位碱量增加，使得催化剂的活性降低。关键词：乙醛：乙醇脱氢法；Cu／Si02；碱金属助剂ABSTRACTAcetaldehydeisoneofthemostimportantaliphaticchemicals．Itcanbeusedasarawmaterialfortheproductionofacetic，aceticanhydride，ethylace

4、tateandmanyotherproducts．Inthispaper,Cu／Si02catalyst，whichisbasedonCufN03)2andporoussilicaisusedasacarrier,foravaporphasesynthesisofacetaldehydefromethanoldehydrogenationwasstudiedinacontinuousflowmicrofixed·bedreactoratatmosphericpressure．Theproductsinacetaldehydesynthesisfromethanol

5、dehydrogenationatatmosphericpressurealeanalyzedbygaschromatography-massspectrometry．Acetaldehyde，ethanol，butanal，l-butanol，ethylacetateand1，1-diethoxyethaneareseparatedandqualitativelyanalyzedrespectively,andtheformationofthemareexplainedfromthereactionmechanism．Theeffectsofdifferentp

6、reparedmethod，copperloading，alkaline-earthoxideadditivesetcareexamined．AcetaldehydeispreparedefficientlyandselectivelyundermildreactionconditionsovertheCu／Si02catalyst．Theincipientimpregnationmethodisadoptedwiththesilicasphericalcarrierof0．5～lmmsize．Theoptimumreactiontemperatureliesin

7、275。Candthesuitablegashourlyspacevelocity(GHSV)is3600h～consideringbothacetaldehydeproductionandethanolconversion．Acatalystwith5wt．％Cu-loadingandlwt．％K-loadingperformsbest．theyieldofacetaldehydeis29．9％withthe31．9％ethanolconversionand93．8％acetaldehydeselectivity．Simultaneously,thecataly

8、stret