本文關(guān)鍵詞：丙烯酸甲酯合成的流化床新工藝研究

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【摘要】：丙烯酸甲酯(MA),一種重要的工業(yè)單體,主要用來生產(chǎn)涂料、膠粘劑、塑料和高吸水性樹脂(SAP)。在傳統(tǒng)工藝上,MA是通過丙烯酸和甲醇的酯化反應(yīng)制得,前者丙烯酸是通過丙烯兩步氧化法制得。然而,由于中間產(chǎn)物(丙烯醛)的毒性加之丙烯成本上漲,大大限制了這種傳統(tǒng)工藝的應(yīng)用。因此,尋求另一種可替代MA的生產(chǎn)工藝迫在眉睫。近些年,國內(nèi)醋酸(酯)、甲醛(FA)等生產(chǎn)增幅過快,產(chǎn)能過剩。醋酸甲酯(MAC)與FA一步羥醛縮合反應(yīng)制備MA,工藝流程短,環(huán)境友好,是一條綠色的工藝路線。酸堿協(xié)同催化劑應(yīng)用于該反應(yīng)顯示出了良好的催化效果,然而催化劑因積炭結(jié)焦失活較快。本文開發(fā)和優(yōu)化了MAC與FA制備MA的流化床新工藝。運(yùn)用超聲浸漬法制備了新型耐磨球形酸堿協(xié)同Cs-P/γ-Al_2O_3催化劑。利用XRD、BET、SEM、TEM、TG/DTA、ICP、NH3和CO_2-TPD等方法進(jìn)行了表征。催化性能評價(jià)表明10 wt%Cs-5 wt%P/γ-Al_2O_3催化劑性能最佳,這與其具有較多的弱酸和弱堿位點(diǎn)直接相關(guān)。運(yùn)用響應(yīng)曲面優(yōu)化法(RSM)優(yōu)化流化床新工藝,在最優(yōu)工藝條件下(反應(yīng)溫度623.0 K,MAC與FA的摩爾比5:1,LHSV 0.66 h-1),MA收率達(dá)到39.5 mol%.10 wt%Cs-5 wt%P/γ-Al_2O_3催化劑1000 h穩(wěn)定性評價(jià)實(shí)驗(yàn)表明催化活性保持穩(wěn)定,催化劑磨損導(dǎo)致的形狀變化不明顯。
【關(guān)鍵詞】：羥醛縮合 丙烯酸甲酯 Cs-P/γ-Al_2O_3 流化床 響應(yīng)曲面優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ225.24;TQ051.13
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-28
• 1.1 丙烯酸甲酯應(yīng)用及合成工藝介紹8-15
• 1.1.1 丙烯酸甲酯簡介8
• 1.1.2 丙烯酸(酯)的應(yīng)用8-9
• 1.1.3 丙烯酸(酯)的產(chǎn)能和市場9-14
• 1.1.3.1 全球產(chǎn)能及市場9-11
• 1.1.3.2 國內(nèi)產(chǎn)能及市場11-14
• 1.1.4 丙烯酸甲酯的合成工藝14-15
• 1.2 醋酸（酯）法合成丙烯酸（酯）15-21
• 1.2.1 反應(yīng)機(jī)理16
• 1.2.2 催化劑研究進(jìn)展16-21
• 1.3 流化床新工藝21-22
• 1.4 響應(yīng)曲面優(yōu)化法22-26
• 1.4.1 響應(yīng)曲面優(yōu)化法簡介22
• 1.4.2 Box-Behnken Design22-24
• 1.4.3 RSM模型24-25
• 1.4.4 RSM擬合檢驗(yàn)25
• 1.4.5 響應(yīng)曲面優(yōu)化法最優(yōu)值25-26
• 1.5 課題研究意義及主要研究內(nèi)容26-28
• 1.5.1 研究意義26
• 1.5.2 主要研究內(nèi)容26-28
• 第2章 實(shí)驗(yàn)部分28-37
• 2.1 試劑和儀器28-29
• 2.2 催化劑的制備29
• 2.3 催化劑的表征29-30
• 2.4 催化劑催化性能評價(jià)30-37
• 2.4.1 反應(yīng)產(chǎn)物的分析33-35
• 2.4.2 催化性能的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)35-36
• 2.4.3 單因數(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)36
• 2.4.4 RSM優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)36-37
• 第3章 載體選擇37-41
• 3.1 不同載體催化劑的催化性能37-38
• 3.2 不同 γ-Al_2O_3載體磨損性能38-40
• 3.3 本章小結(jié)40-41
• 第4章 催化劑物化性能分析與活性評價(jià)41-50
• 4.1 X射線粉末衍射（XRD）41-42
• 4.2 差熱-熱重（TG/DTA）42
• 4.3 N_2-物理吸附（BET）和磨損指數(shù)42-44
• 4.4 掃描電鏡（SEM）和透射電鏡（TEM）44-45
• 4.5 全自動(dòng)程序升溫化學(xué)吸附（CO_2-TPD和NH_3-TPD）45-47
• 4.6 不同Cs負(fù)載量對Cs/γ-Al_2O_3催化活性的影響47-48
• 4.7 不同P負(fù)載量對Cs/γ-Al_2O_3催化活性的影響48-49
• 4.8 本章小結(jié)49-50
• 第5章 流化床工藝優(yōu)化50-68
• 5.1 流化床調(diào)試50-56
• 5.1.1 流態(tài)化介紹50-52
• 5.1.2 流化床工藝參數(shù)確定52-56
• 5.1.2.1 操作氣速52-55
• 5.1.2.2 循環(huán)周期再生條件55-56
• 5.2 工藝條件優(yōu)化56-66
• 5.2.1 單因數(shù)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化57-59
• 5.2.2 RSM優(yōu)化59-66
• 5.2.2.1 RSM優(yōu)化模型59-62
• 5.2.2.2 因數(shù)影響分析62-63
• 5.2.2.3 因數(shù)交互作用分析63-66
• 5.2.2.4 RSM最優(yōu)化檢驗(yàn)66
• 5.3 本章小結(jié)66-68
• 第6章 催化劑穩(wěn)定性68-71
• 6.1 催化劑長周期評價(jià)68-69
• 6.2 反應(yīng)前后催化劑的形貌和性能分析69-70
• 6.3 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論與展望71-73
• 結(jié)論71
• 展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 致謝78-79
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄79-80

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本文編號：942234