乙醇合成1,3-丁二烯改性ZrO2-SiO2催化劑的研究.pdf

1、1,3-丁二烯是石油化工領(lǐng)域重要的化工產(chǎn)品，被廣泛用于合成橡膠的生產(chǎn)。目前，工業(yè)上丁二烯主要來(lái)源于碳四餾分抽提法。隨著石油資源的過(guò)度開(kāi)采，人們環(huán)保意識(shí)的提升及頁(yè)巖氣的開(kāi)采對(duì)丁二烯產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的沖擊，人們?cè)絹?lái)越希望尋求一條綠色路線來(lái)得到丁二烯。成熟的生物質(zhì)乙醇生產(chǎn)技術(shù)使得乙醇再次成為了一種具有研究?jī)r(jià)值的丁二烯生產(chǎn)原料。
　　本文主要對(duì)溶膠-凝膠法ZrO2/SiO2催化劑的助劑改性，催化劑的失活與再生以及反應(yīng)過(guò)程中的積炭抑制方法進(jìn)行了研究

2、。
　　通過(guò)對(duì)不同助劑（Cu、Zn、Ag、Mn、Mg）的篩選發(fā)現(xiàn)，Zn改性后的ZrO2/SiO2催化劑具有優(yōu)良的催化活性。改性后催化劑的酸（L酸位）強(qiáng)度較酸量對(duì)丁二烯生成的影響更明顯。文中考察了混合凝膠和凝膠后浸漬兩種摻雜方法對(duì)催化性能的影響，確定了較適宜的摻雜方法為混合凝膠法。該方法得到的催化劑樣品具有較高的比表面積、較大的孔徑以及合適的表面酸強(qiáng)度，Zn和Zr之間的相互作用增強(qiáng)了催化活性。優(yōu)化得到，摻雜0.5 wt％ZnO的Zr

3、O2/SiO2催化劑催化性能最好。工藝條件優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，最佳工藝條件為醇醛比3.5:1，質(zhì)量空速1.8 h-1，反應(yīng)溫度310℃，丁二烯選擇性最高為84.2%。
　　研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)進(jìn)行60 h后，催化劑的選擇性和轉(zhuǎn)化率均下降10%左右。催化劑的失活主要由積炭造成，積炭量隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)基本呈線性遞增。積炭類型主要有兩種，分別為氧化溫度在400℃左右的低溫積炭和在520℃左右的高溫積炭。積炭物種主要為飽和碳和碳氧單鍵碳，以及少