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Cu系催化剂在乙醇氨化合成乙腈反应中的应用

曹金朋

  乙腈是重要的石油化工产品,它在石油化工中常作为丁二烯、异戊二烯馏分的抽提剂;是重要的医药、农药、染料以及合成香料的原料或中间体,也可作为分析试剂用于高效液相色谱分析。目前工业上生产乙腈是从丙烯氨氧化合成丙烯腈的副产品中分离出来的,受各种条件的限制,已经不能满足当今的市场需求,因此,开发一种以乙腈为目的产物的生产工艺是解决市场对乙腈不断增长需求的关键。 将Cu系催化剂应用于乙醇氨化合成乙腈反应中,采用气相色谱质谱联用和红外光谱对反应产物进行了系统定性分析,对催化剂中各组分的作用进行了研究。针对Cu/γ-Al_2O_3而言,Cu作为活性中心起脱氢作用,载体γ-Al_2O_3不仅起分散活性组分的作用而且还要发挥良好的脱水性能。 在此基础上,本研究考察了CuO不同制备方法以及负载量、载体性质和助剂Zn元素的加入等因素对催化性能的影响,结合XRF、XRD、TPR、CO吸附等主要表征手段,实验结果表明,共沉淀法和浸渍法制备的Cu系催化剂,应用于乙醇氨化合成乙腈反应中都有着良好的催化性能,适宜的Cu负载量因制备方法不同,Cu物种也因负载量的变化而不同,但是在低Cu负载量情况下催化剂皆因稳定性问题而效果不佳;Zn元素助剂在催化剂中以尖晶石结构ZnAl2O4存在,它的添加起到了稳定活性中心Cu物种的作用,尤其是针对高负载量的Cu系催化剂作用更为突出;载体的酸碱性对产物分布有着直接的影响。 通过共沉淀法制备出工业催化剂DYC-1,考察了反应温度、反应空速、氨醇摩尔比等条件对催化性能的影响,找到了适宜反应条件:在反应温度为290℃,反应空速为1.0h-1,氨醇摩尔比为7的条件下,乙醇转化率可达99.9%,乙腈收率为93.5%。……   
[关键词]:Cu/γ-Al_2O_3;载体;乙醇氨化;乙腈
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:东北石油大学2011年