ts-1后处理及其催化丙烯环氧化反应研究

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1、TS-1后处理及其催化丙烯环氧化反应研究Treatmentoftitaniumsilicalite-1ascatalystfortheepoxidationofpropylene领域：化学工程作者姓名：李昊阳指导教师：王亚权教授企业导师：王大力高级工程师天津大学化工学院二零一七年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做

2、的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要环氧丙烷(PO)是一种十分重要的基础有机化工原料，是除聚丙烯和丙烯腈之外的第三大类丙烯衍生物。

3、目前，国内环氧丙烷的主要工业生产方法是氯醇法，其工艺环境污染严重，产生大量废水废渣，已不满足当今社会对环境保护的基本要求。而钛硅分子筛(TS-1)催化丙烯与过氧化氢直接氧化制备环氧丙烷(HPPO)工艺具有反应条件温和，原子利用率高，过程绿色无污染等优点，正逐步应用于工业生产，是环氧丙烷工业化生产的发展方向。虽然HPPO工艺已经得到了较为广泛的工业化应用，但其催化剂失活快、稳定性差的缺点仍然需要进一步改进。本论文工作的目的是通过对TS-1分子筛进行后处理改性，提高其在固定床催化丙烯环氧化反应中的稳定性。首先，研究了水热处理中，四丙基氢氧化

4、铵(TPAOH)和NaOH混合碱处理对TS-1的物理化学性质及其在固定床中催化丙烯环氧化反应的影响。结果表明，采用TPAOH-NaOH溶液后处理能进一步提高催化剂的稳定性。随着处理液中NaOH浓度的增加，分子筛的相对结晶度和骨架钛含量略有下降，而介孔体积、介孔孔径以及非骨架钛含量显著增加。其中，介孔体积的增加可能是催化性能提高的主要原因。其次，研究了水热处理中，TPAOH和(NH4)2CO3混合物处理对TS-1的物理化学性质及其在固定床中催化丙烯环氧化反应的影响。结果表明，采用TPAOH-(NH4)2CO3溶液后处理能减少重结晶过程中非

5、骨架钛的生成，提高催化剂的稳定性。而催化剂稳定性提高的原因可能是(NH4)2CO3的加入减缓了分子筛的重结晶速率，使溶解的钛进入骨架的速率与重结晶速率更好的匹配，减少了非骨架钛的生成。关键词：TS-1，丙烯，环氧丙烷，后处理，TPAOH，NaOH，非骨架钛IIIABSTRACTPropyleneoxide(PO)isoneofthemostimportantbasicorganicchemialmaterials,whichisthethirdkindofpropylenederivatives,secondtopolypropylen

6、eandacrylonitrile.Currently,themainindustrialproductionmethodofpropyleneoxideischlorohydrinprocess,whichbringsoutseriousenvironmentalpollutionoflargequantitiesofsolidwasteandwastewater.Itnolongermeetsthebasicrequirementofenvironmentalprotection.While,Titaniumsilicalite(T

7、S-1)catalyzedepoxidationofpropylenetopropyleneoxide(HPPOprocess)hastheadvantagesofmildreactionconditions,highatomutilization,greennon-pollution,etc.,whichisgraduallyappliedinchemicalindustrialproduction.Theprocessisthedevelopmentdirectionofindustrialproductionofpropylene

8、oxide.AlthoughtheHPPOprocesshasbeenwidelyusedinindustry,thecatalystofthereactionstillneedtobeimprovedfu