探析二乙醇胺催化脱氢制亚氨基二乙酸催化剂及工艺研究

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1、浙江大学硕士学位论文二乙醇胺催化脱氢制亚氨基二乙酸催化剂及工艺研究姓名：曾庆友申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：谢荣锦2002.2.1翌坚丕兰婴主兰垡堡奎．——摘要本研究旨在开发以二乙醇胺(DEA)为原料催化脱氢生产亚氨基二乙酸(IDA)的绿色生产工艺，其关键是催化剂的制备研究。研究内容包括催化剂活性组分的确定，制各工艺的确定，载体的筛选，助催化剂的筛选以及IDA合成与分离纯化工艺研究。通过查阅大量文献资料，采用均匀设计法进行实验设计，通过一系列实验研究，以市场上容易购得的廉价高比表面载体活性炭为原料，用浸渍法在适宜条件下制各出一种以铜为活性组分的催化剂。该催化剂活性和选择性

2、较高，在合适工艺条件下二乙醇胺转化率和IDA选择性都超过90％，IDA收率约90％，接近文献水平。关键词：DEA，IDA，均匀设计法，浸渍法t催化剂淅江大学硕士学位论文ABSTRACTThisthesisispurposetodevelopagreenproducingprocessofiminodiaceticacid，whichisbasedoBthecatalysisdegenerationofDEA．Thekeyofthisprocessistodevelopacatalystusedinreaction．Uponalotofliteraturesandaseriesofun

3、iformdesignexperiments，anefficientCucatalystbasedontheactivatedcarbonhasbeendevelopedbyimpregnationmethod．TheeffectofauxiliaryelementsincludingAl，MnandanotherelementX，hasbeendicussed．TheauxiliaryelementMncanpromotetheyieldofIDA，andelementXcanspeedthereaction．Theaetivityandselectiviq,aregoodandt

4、heyieldofIDAisabout90％inexperimentswhichhasoptimumoperationdata．Keywords：DEA，IDA，uniformdesign，impregnationmethod，catalysL2浙江大学硕士学位论文第一章绪论一．引言化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质，但是在许多场合中却未能有效利用资源，产生大量排放物造成严重的环境污染。随着人们环境意识的觉醒和增强．绿色化学(greenchenistry)方兴未艾。1991年，Trost提出原子经济性的概念I】J。"Fro

5、st认为，高敬的化学台成应该是最大限度地把原料中的每～个原子转移到目标产物的分子中，从而实现零排故。原子经济性可定量地用原子利用率来表达：原子利用率=目标产物的分子量／反应物的原子量总和x100％1992年，Sheldon提出用E．因子来衡量化学化工流程的排放量‘‘I

6、21。E．因子可表述为：E．因子=产生的废弃物的量／千克产品Sheldon根据E一因子的大小把化学化工行业划分为石油精炼、大宗化学品、精细化学品和医药用品四个大的门类，其E一因子如表卜l所示。表卜】化工产品分类E一因子化工行业化工产品规模(kg)E-因子(废弃物／千克产品)从上表可以看出，产品越精细，E．因子越大，即生

7、产一千克产品产生的废弃物越多。这部分是因为采用多步化学计量的合成工艺，从而产生大量的需要从目的产品中分离出去的有机及无机废弃物。虽然，用原子经济性和E．因子都不能准确表达化工生产流程对环境的危害程度以及绿色化学的内容，但可以作为一种参考。自二十世纪七十年代开始，我国相继从世界发达国家引进了不少先进技浙江大学硕士学位论文术和大型生产装置，如石油化工、合成材料的生产装置，造纸、皮革、电子、子午线轮胎等生产线：同时，配套引进了所需的精细化学品，使我国的精细化工行业逐步发展起来。我国先后将精细化学品列为“六五”、“七五”、“八五”和“九五”国民经济发展的战略重点之一，并作为七大重点工程来抓。

8、到二十世纪末，我国的精细化工率已达30％以上。二十一世纪，我国的精细化工将与化学工业及其相关行业的发展同步，精细化工率将达到55畸-60％，甚至60％以上”‘。由于我国的总体工业水平与发达国家相比有一定差距，化学工业与发达国家有相当差距，精细化工行业差距更大。我国化学工业的原子经济性和E-因子水平都很差，精细化学品和医药品行业更是如此，每年排放大量有毒有害的废弃物，造成大江大河以及空气的严重污染。淮河流域、太湖流域、珠江三角洲流域的污染已到了非治理不可的程