乙醇兩步法合成1,3-丁二烯催化劑的制備與性能研究.pdf

1、1,3-丁二烯是石油化工領(lǐng)域重要的化工產(chǎn)品，并被廣泛的應(yīng)用于合成橡膠的生產(chǎn)中。目前，工業(yè)上制備丁二烯主要通過兩種方法，丁烷丁烯脫氫法以及丁二烯抽提法。然而，在十九世紀(jì)初，由于石油開采價(jià)格的高昂，乙醇作為原料合成丁二烯的方法最早實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。但是，隨著不可再生資源石油的日益匱乏，以及環(huán)境的日益惡化，尋找一種以可再生資源為原料的方法再一次得到了各國研究者的關(guān)注?，F(xiàn)如今，許多研究者對(duì)以可再生資源為原料生產(chǎn)丁二烯產(chǎn)生了濃厚的興趣，此外伴隨著生物

2、乙醇技術(shù)的逐漸成熟，乙醇又一次成為了一種具有研究價(jià)值的丁二烯生產(chǎn)原料。
　　本文針對(duì)乙醇兩步法合成丁二烯的催化反應(yīng)過程，以ZrO2/SiO2催化劑為研究對(duì)象，研究了催化劑的性質(zhì)以及反應(yīng)條件對(duì)催化過程活性的影響并且對(duì)該過程催化劑的失活進(jìn)行了分析。
　　研究發(fā)現(xiàn)溶膠凝膠法制備得到ZrO2/SiO2催化劑對(duì)丁二烯具有較高選擇性，并且二氧化鋯與二氧化硅混合更加均勻，且其具有最高的比表面積。溶膠凝膠法最佳制備條件正交優(yōu)化結(jié)果為：焙燒溫

3、度為650℃，硝酸濃度為2mol/L，混合溫度為30℃。優(yōu)化得到最佳二氧化鋯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％，且僅具有L酸位，其弱酸強(qiáng)度隨著鋯含量的增加而逐漸增大，但比表面積隨著鋯含量增加逐漸下降。這一結(jié)論說明了反應(yīng)過程需要L酸位。
　　通過正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化得到最佳反應(yīng)條件為乙醇乙醛摩爾比為3.5:1，質(zhì)量空速為1.8h-1，反應(yīng)溫度選擇為320℃。在該條件下丁二烯的選擇性達(dá)到61.06%，乙醇轉(zhuǎn)化率達(dá)到41.38%，乙醛轉(zhuǎn)化率達(dá)到52.56%。