本文關鍵詞：正丁醛自縮合及“一鍋法”合成辛醇反應固體催化劑研究

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【摘要】：辛醇(2-乙基己醇,縮寫為2EHO)是重要的基本有機化工原料,主要用于生產增塑劑。辛醇的工業(yè)生產主要采用以丙烯和合成氣為原料的低壓羰基合成法,即丙烯和合成氣經低壓羰基合成生產正丁醛、正丁醛自縮合制備辛烯醛(2-乙基己烯醛)和辛烯醛加氫得到辛醇三個反應單元。本文分別對正丁醛自縮合反應和正丁醛“一鍋法”合成辛醇反應的固體酸催化劑進行了研究。首先,在前期工作基礎上,制備了La改性γ-Al_2O_3催化劑,并評價了其催化正丁醛自縮合反應性能。對比了兩種方法制備的La-Al_2O_3對正丁醛自縮合反應的催化性能,發(fā)現(xiàn)膠溶法制備的La-Al_2O_3催化性能更好。確定了膠溶法La-Al_2O_3的適宜制備條件:氧化鑭負載量為7.5%、焙燒溫度700℃、焙燒時間4h。通過條件實驗確定了La-Al_2O_3催化正丁醛自縮合反應適宜的反應條件:催化劑與正丁醛質量比為0.15、反應溫度180℃、反應時間8h。在此條件下,正丁醛的轉化率最高達到90.6%,辛烯醛的選擇性為91.7%。考察了催化劑的重復使用性能,結果表明La-Al_2O_3重復4次后仍具有良好的催化性能。通過對La-Al_2O_3催化正丁醛自縮合反應的產液進行GC-MS分析,對正丁醛自縮合反應體系中的副產物及可能的副反應進行了推測,建立了La-Al_2O_3催化正丁醛自縮合合成辛烯醛的反應網(wǎng)絡。然后,在La-Al_2O_3催化正丁醛自縮合反應研究的基礎上,篩選出了一種金屬-固體酸雙功能催化劑Ni/La-Al_2O_3用于催化正丁醛“一鍋法”合成辛醇反應,考察了該催化劑的制備條件對其催化性能的影響以及加氫過程反應條件對正丁醛“一鍋法”合成辛醇反應的影響。確定出Ni/La-Al_2O_3適宜的制備條件:Ni負載量為25%、500℃焙燒4h,550℃還原3h。正丁醛“一鍋法”制辛醇反應適宜的反應條件:催化劑與正丁醛質量比為0.15、反應溫度180℃下反應8h,然后通入4MPa的氫氣180℃下繼續(xù)反應6h。在此條件下,正丁醛的轉化率可達到100%,辛醇的收率為67.0%。利用GC-MS對正丁醛“一鍋法”合成辛醇反應體系進行了分析,推測了Ni/La-Al_2O_3催化正丁醛“一鍋法”合成辛醇反應網(wǎng)絡。通過XRD、SEM表征發(fā)現(xiàn),γ-Al_2O_3水合是造成Ni/La-Al_2O_3催化性能下降的主要原因,嘗試了在γ-Al_2O_3表面引入疏水基團以期達到抑制γ-Al_2O_3水合作用目的的方法。
【關鍵詞】：正丁醛 辛醇 一鍋法 固體酸 雙功能催化劑
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ223.12;TQ426
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 前言10-11
• 1.2 正丁醛自縮合反應催化劑11-18
• 1.2.1 堿催化劑11-14
• 1.2.2 酸催化劑14-15
• 1.2.3 酸堿雙功能催化劑15-16
• 1.2.4 固體酸的稀土改性16-18
• 1.3 辛烯醛加氫催化劑18-20
• 1.3.1 銅基加氫催化劑18-19
• 1.3.2 鎳基加氫催化劑19
• 1.3.3 貴金屬催化劑19-20
• 1.4 羥醛縮合-加氫反應催化劑20-22
• 1.5 本課題的研究意義22-23
• 1.6 本課題的研究內容23-24
• 第二章 實驗部分24-32
• 2.1 化學原料與試劑24-25
• 2.2 實驗儀器及設備25
• 2.3 催化劑的制備25-26
• 2.3.1 羥醛縮合反應催化劑25
• 2.3.2 羥醛縮合-加氫反應催化劑25-26
• 2.4 催化劑的表征26-27
• 2.4.1 比表面積、孔容和孔徑26
• 2.4.2 表面酸堿性26
• 2.4.3 還原性能26
• 2.4.4 物相分析26-27
• 2.5 催化劑活性評價27
• 2.5.1 羥醛縮合27
• 2.5.2 羥醛縮合-加氫反應27
• 2.6 產物分析27-28
• 2.6.1 定量分析27
• 2.6.2 定性分析27-28
• 2.7 數(shù)據(jù)處理28-32
• 2.7.1 正丁醛羥醛縮合反應28-29
• 2.7.2 正丁醛“一鍋法”合成辛醇反應29-32
• 第三章 La-Al_2O_3催化正丁醛自縮合反應32-42
• 3.1 前言32
• 3.2 實驗部分32
• 3.3 結果與討論32-40
• 3.3.1 不同方法制備La-Al_2O_3的催化性能32-35
• 3.3.2 制備條件對La-Al_2O_3催化性能的影響35-37
• 3.3.3 反應條件對正丁醛自縮合反應的影響37-39
• 3.3.4 催化劑穩(wěn)定性的考察39
• 3.3.5 La-Al_2O_3催化正丁醛自縮合反應體系分析39-40
• 3.4 小結40-42
• 第四章 金屬-固體酸雙功能催化劑及正丁醛“一鍋法”合成辛醇反應42-72
• 4.1 前言42-43
• 4.2 實驗部分43
• 4.3 結果與討論43-65
• 4.3.1 催化劑的篩選43-46
• 4.3.2 制備條件對Ni/La-Al_2O_3催化性能的影響46-55
• 4.3.3 反應條件對正丁醛“一鍋法”合成辛醇反應的影響55-57
• 4.3.4 Ni物種對羥醛縮合反應的影響57-60
• 4.3.5 反應體系分析60-63
• 4.3.6 催化劑重復使用性能的考察63-65
• 4.4 抑制γ-Al_2O_3水合過程的探索研究65-70
• 4.5 小結70-72
• 第五章 結論與展望72-74
• 5.1 結論72-73
• 5.2 展望73-74
• 參考文獻74-80
• 攻讀學位期間所取得的相關科研成果80-82
• 致謝82

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本文編號：1131088