镨改性铜硅催化剂催化草酸二甲酯加氢制乙二醇

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乙二醇(EG)是一种重要的化工原料,被广泛用于聚酯纤维和防冻剂的生产。考虑到石油资源的不可再生性和有限性,以及对乙二醇需求量的增加,可以充分利用我国煤炭资源丰富的优势,代替石油生产路线。其中,以合成气为原料的草酸二甲酯制乙二醇路线,前景广泛。铜硅催化剂用于草酸二甲酯加氢反应表现出良好催化活性,但是催化性能还有待进一步改善。  本文采用共沉淀法制备铜硅催化剂,利用N2O化学吸附、X射线衍射(XRD)表征手段对催化剂进行表征;在固定床反应器195℃,3MPa,WSHV=0.20h-1,H2/DMO=100(mol/mol),10wt%草酸二甲酯甲醇溶液的反应条件下,对铜硅催化剂催化草酸二甲酯加氢制乙二醇反应进行活性评价。通过对催化剂表征和活性评价优化铜硅催化剂制备条件。实验结果表明,铜负载量为60wt%,沉淀pH值为7,NaOH为沉淀碱溶液作为铜硅催化剂最佳制备条件。为进一步改善催化剂催化性能,在已优化铜硅催化剂制备条件下引入稀土镨(Pr)。利用N2O化学吸附、X射线衍射(XRD)、N2物理吸附(BET)、氢气程序升温还原(H2-TPR)和氢气程序升温脱附(H2-TPD)表征手段对催化剂进行表征,考察镨对铜硅催化剂物化性质影响并在固定床反应器中考察不同镨含量的镨改性铜硅催化剂催化草酸二甲酯加氢制乙二醇的反应性能。结果表明,引入适量镨能够促进铜活性物种分散,增加催化剂中Cu0表面积,促进催化剂还原,改善催化剂氢吸附性能;可以提高草酸二甲酯转化率和乙二醇选择性,在195℃,3MPa,WSHV=0.2h-1,H2/DMO=100(mol/mol),10wt%草酸二甲酯甲醇为反应溶液的反应条件下,0.005Pr-Cu/SiO2催化剂上草酸二甲酯转化率和乙二醇选择性分别可达98%和97%,150h内稳定性良好。
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