固定床反应器上钛硅分子筛催化丙烯环氧化反应的研究.pdf

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1、固定床反应器上钛硅分子筛催化丙烯环氧化反应的研究Epoxidationofpropyleneovertitaniumsilicalite-1infixed-bedreactor学科专业：化学工艺研究生：时海南指导教师：王亚权教授天津大学化工学院二零一三年六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的任何贡献均已在论文中作了明确的说

2、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：年月日摘要钛硅分子筛(TS-1)催化的丙烯与过氧化氢环氧化合成环氧丙烷的反应具有反应条件温和，反应转化率和选择性高，无环境污染等优点，成为近些年来

3、研究的热点。该工艺有望取代传统工艺成为环氧丙烷生产的主要技术。本论文工作以四丙基氢氧化铵(TPAOH)为模板剂，以钛酸丁酯(TBOT)和正硅酸乙酯(TEOS)为原料合成TS-1，然后挤条成型，在固定床反应器上考察了其催化性能。实验结果表明，随着反应的进行，催化剂活性逐渐下降。为了探索催化剂失活的原因，对新鲜、失活和再生的催化剂进行了XRD、FT-IR、UV-Vis、BET和TG等一系列表征。结果表明，催化剂失活不是催化剂骨架结构被破坏或者骨架钛流失所引起的，而是由产物和副产物聚合形成的有机大分子聚合物沉积在催化剂表面和孔道里，覆盖了催化剂的活性

4、位，阻塞了催化剂孔道，导致的失活。失活的催化剂可以在高温和过氧化氢/甲醇溶液中进行再生；温度越高和甲醇中过氧化氢浓度越高，再生效果越好；在相同的再生时间下，分两步再生比一步再生效果好。本论文工作还研究了丙烯环氧化反应过程中过氧化氢分解情况。实验结果表明，反应温度越高，过氧化氢分解越严重。为了降低过氧化氢分解，在原料液中加入添加剂，考察了多种添加剂对抑制过氧化氢分解的效果。结果表明，加入微量的添加剂对抑制过氧化氢分解有很好的效果；但过多量的添加剂对抑制过氧化氢分解没有作用。关键词：钛硅分子筛，丙烯，环氧丙烷，失活，再生，过氧化氢分解ABSTRAC

5、TTitaniumsilicalite-1(TS-1)catalyzedepoxidationofpropylenewithH2O2toproducepropyleneoxidecanbecarriedoutundermildconditionswithhighconversionandhighselectivity,anditisenvironmentallyfriendly.Soithasbeenintensivelyresearchedinrecentyears.Thisprocessishopefultoreplacethetradit

6、ionalprocessestobecomethemaintechnologyfortheproductionofpropyleneoxide.Inthiswork,TS-1wassynthesizedbyusingtetrapropylammoniumhydroxide(TPAOH)astemplateandtetrabutyorthotitanate(TBOT)andtetraethylorthosilicate(TEOS)asTiandSisources,respectively.ThenSiO2-supportedTS-1(TS-1/S

7、iO2)catalystwaspreparedthroughextrudation,andtestedinafixed-bedreactor.Theexperimentalresultsindicatedthatthecatalystactivitydeclinedgraduallywiththeonlinereactiontime.Inordertoinvestigatethereasonofthecatalystdeactivation,thefresh,deactivatedandregeneratedcatalystswerechara

8、cterizedbyXRD,FT-IR,UV-Vis,BETandTG.Theresultssuggestedthatthecatalystdeact