顺酐选择性催化加氢制丁二酸酐和γ-丁内酯的研究

• 作 者: 郭少飞
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 顺酐 丁二酸酐 γ-丁内酯 加氢 镍

本文以研究镍系催化剂为主,为了顺酐加氢制丁二酸酐及γ-丁内酯,制备了三个系列的催化剂,分别对丁二酸酐及Y-丁内酯的生成有较高活性。在连续固定床反应器中对制备的催化剂进行评价,并通过对反应温度、还原温度、质量空速及氢/顺酐摩尔比等工艺条件的考察,对加氢工艺条件进行最优化,以求使催化剂达到最佳活性及对目的产物有最高的活性。通过XRD、TPR及TGA等催化剂表征对催化剂进行分析。研究发现,同种催化剂,制备方法的不同对催化剂的活性有很大的影响。实验结果表明,用混捏法制备的Ni/ZnO/γ-Al2O3及Ni/硅藻土催化剂,在顺酐加氢反应中都有很高的活性,顺酐转化率都在97%以上,且丁二酸酐的选择性都在96%以上。说明混捏法制备的镍系催化剂在顺酐加氢反应中以生成丁二酸酐为主。用共沉淀法制备的Ni/TiO2-Al2O3催化剂在顺酐加氢反应中则对γ-丁内酯的生成有非常高的活性。研究结果说明无论是哪种方法制备的催化剂,NiO与载体Al203都有较强的相互作用。而通过引入ZnO或者Ti02可以有效的降低活性金属与载体之间的强相互作用而提高催化剂的加氢活性。通过对铜系催化剂的研究发现,Cu/Al2O3在连续固定床反应器中的顺酐加氢活性不高,而在低空速下才能有较高活性,当空速为0.9h-1时,顺酐转化率达到75%,丁二酸酐的选择性达到53%左右,γ-丁内酯的选择性则达到47%左右。