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乙二醇是一种重要的有机化工原料,主要用来生产聚酯纤维,用作防冻剂等。传统的生产方法以乙烯为原料、在银催化剂上氧化生成环氧乙烷,再由环氧乙烷水合生成乙二醇。石油资源的减少迫使人们寻求新的生产路线,以摆脱对石油的依赖。文献中报道的合成气二步法制乙二醇的路线,CO偶联合成草酸二甲酯(DMO),DMO催化加氢制备乙二醇(EG),由于以煤和合成气为原料而引起了人们的广泛关注。本文对草酸二甲酯催化加氢体系的动力学特征进行了更加深入地研究和分析,内容分为以下几部分:
1.对前期研究制得的Cu/SiO2催化剂进行了草酸二甲酯加氢工艺条件分析。结果表明,适宜的反应温度为200℃~220℃,反应压力为2.5~3.5MPa,氢酯比50∶1~80∶1,液时空速1.0g/h/g-catalyst左右;
2.在压力3.0Mpa,摩尔氢酯比50,LHSV0.95g/h/g-cat,起始反应温度207.5℃条件下,进行了1000小时寿命实验。反应过程中,DMO平均转化率97.93%,EG平均选择性88.36%。
3.在无梯度反应器中进行了草酸二甲酯加氢合成乙二醇的动力学研究。采用遗传算法和单纯形算法相结合,回归出了如下动力学模型。结果表明,草酸二甲酯加氢反应的动力学符合L-H机理,酰氧基加氢表面反应控制,氢气和草酸二甲酯均解离吸附。
r1=k1PDMOPH2/PMe(1-PMGPMe/KP1PDMOP2H2)/(1+KH√PH2+KDMOPDMO+KMGPMG+KEG+PEG+KMePMe)2r2=k2PMGPH2/PMe(1-PEGPME/KP2PMGP2H2)/(1+KH√PH2+KDMOPDMO+KMGPMG+KEGPEG+KMePMe)2