丙烯和雙氧水在TS-1上氣固相環(huán)氧化反應(yīng).pdf

1、本實(shí)驗(yàn)在小型固定床反應(yīng)器上進(jìn)行，采用在線色譜分析方法。首先，用雙氧水浸漬TS-1樣品，再分別用氫氣丙烯進(jìn)行吹掃，研究了TS-1對(duì)雙氧水的活化和丙烯環(huán)氧純催化作用。在此基礎(chǔ)上，以丙烯和雙氧水為原料，以廉價(jià)TS-1為催化劑，對(duì)連續(xù)進(jìn)料情況下的丙烯氣固相環(huán)氧化進(jìn)行了研究。重點(diǎn)考察了反應(yīng)溫度、丙烯進(jìn)料空速、雙氧水濃度、催化劑種類、反應(yīng)器形式等因素對(duì)環(huán)氧化反應(yīng)結(jié)果的影響。從中得到了如下結(jié)果： 1.用氫氣吹掃雙氧水浸漬的TS-1樣品時(shí)，在低

2、溫下就會(huì)發(fā)生雙氧水分解反應(yīng)。隨著吹掃時(shí)間的延長(zhǎng)，浸漬在TS-1樣品上的雙氧水能夠完全分解。對(duì)比研究表明，氣固相條件下雙氧水較易分解(與液固相對(duì)比)。當(dāng)用丙烯吹掃雙氧水浸漬的TS-1樣品時(shí)，雙氧水分解反應(yīng)和丙烯環(huán)氧純反應(yīng)同時(shí)發(fā)生。增大丙烯吹掃流量和提高反應(yīng)溫度，有利于抑制雙氧水的分解和促進(jìn)丙烯環(huán)氧化反應(yīng)。這表明，在氣固相條件下雙氧水分解反應(yīng)和丙烯環(huán)氧化反應(yīng)是一對(duì)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)。 2.對(duì)浸漬了雙氧水的TS-1進(jìn)行了不同程度的水洗處理。發(fā)現(xiàn)

3、隨著洗滌水用量的增加，DRUV—Vis譜圖中與雙氧水有關(guān)的386 nm處吸收逐漸減弱，同時(shí)丙烯吹掃反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中環(huán)氧丙烷的生成量也逐漸減小。通過水洗實(shí)驗(yàn)和洗滌液的再浸漬實(shí)驗(yàn)，證明了H2O2與TS-1結(jié)合的可逆性。 3.在丙烯和雙氧水連續(xù)進(jìn)料條件下報(bào)做的丙烯氣固相環(huán)氧化研究表明，(1)用丙烯和雙氧永，可以在氣固相條件下直接合成環(huán)氧丙烷；(2)減少廉價(jià)TS-1催化劑中的非骨架鈦含量(TS-10→TS-11→ TS→12)、適當(dāng)提高反應(yīng)溫

4、度和增加丙烯與雙氧水配比，都能顯著地抑制雙氧水分解反應(yīng)，提高雙氧水有效利用率；(3)當(dāng)以非骨架鈦含量最低的TS-12為催化劑時(shí)，丙烯氣固相環(huán)氧化的最優(yōu)條件為：反應(yīng)溫度95℃，丙烯進(jìn)料空速2.81h-1，雙氧水濃度8.82 mol/L，C3H6/H2O2摩爾比3.65/1，催化劑用量0.8 g。在此條件下，丙烯轉(zhuǎn)化率可達(dá)15％左右，環(huán)氧丙烷選擇性可達(dá)95％，PO時(shí)空產(chǎn)率約為559 mgPOh-1(gcat)-1。雙氧水有效利用率接近600