丙二酸二乙酯加氢合成1,3-丙二醇的工艺研究

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1,3-丙二醇是一种重要的化工原料,广泛应用于聚酯合成、医药合成等领域,目前的工业生产方法产量较低,导致其市场价格较高。本论文采用自制催化剂,研究了以丙二酸二乙酯为原料在连续固定床反应器中加氢还原制备1,3-丙二醇的工艺。该工艺相比较传统工艺条件温和,不会生成不稳定中间产物3-羟基丙醛,且无有害废弃物排放,具有较大的优势和发展潜力。首先,对Cu/SiO2催化剂的还原条件及其催化合成1,3-丙二醇的工艺进行了优化;其次,对催化剂的载体种类进行了考察,发现Cu/HMS的催化效果较好;再次,对Cu/HMS催化剂的制备工艺及其催化合成1,3-丙二醇的工艺进行了优化;最后,对Cu/HMS催化剂寿命及失活原因进行了分析。  结果表明,Cu/HMS催化剂表现出比Cu/SiO2催化剂更好的催化丙二酸二乙酯加氢合成1,3-丙二醇的性能。较优的制备工艺及加氢反应工艺条件为:以HMS为载体,正加法制备Cu/HMS催化剂,采用程序升温还原,从室温开始以2℃/min升温至300℃后恒温,共还原4h;丙二酸二乙酯-乙醇溶液浓度7.5wt%,氢酯摩尔比400,液时空速1.8h-1,反应温度200℃,反应压力1.8MPa。在该条件下,丙二酸二乙酯的转化率为93.37%,1,3-丙二醇的收率为52.71%。反应120h后,Cu/HMS催化剂因颗粒团聚、活性组分流失或被部分氧化为Cu+而失活。
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