本文關(guān)鍵詞：正丁醛自縮合及“一鍋法”合成辛醇反應(yīng)固體催化劑研究

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【摘要】：辛醇(2-乙基己醇,縮寫為2EHO)是重要的基本有機(jī)化工原料,主要用于生產(chǎn)增塑劑。辛醇的工業(yè)生產(chǎn)主要采用以丙烯和合成氣為原料的低壓羰基合成法,即丙烯和合成氣經(jīng)低壓羰基合成生產(chǎn)正丁醛、正丁醛自縮合制備辛烯醛(2-乙基己烯醛)和辛烯醛加氫得到辛醇三個(gè)反應(yīng)單元。本文分別對(duì)正丁醛自縮合反應(yīng)和正丁醛“一鍋法”合成辛醇反應(yīng)的固體酸催化劑進(jìn)行了研究。首先,在前期工作基礎(chǔ)上,制備了La改性γ-Al_2O_3催化劑,并評(píng)價(jià)了其催化正丁醛自縮合反應(yīng)性能。對(duì)比了兩種方法制備的La-Al_2O_3對(duì)正丁醛自縮合反應(yīng)的催化性能,發(fā)現(xiàn)膠溶法制備的La-Al_2O_3催化性能更好。確定了膠溶法La-Al_2O_3的適宜制備條件:氧化鑭負(fù)載量為7.5%、焙燒溫度700℃、焙燒時(shí)間4h。通過(guò)條件實(shí)驗(yàn)確定了La-Al_2O_3催化正丁醛自縮合反應(yīng)適宜的反應(yīng)條件:催化劑與正丁醛質(zhì)量比為0.15、反應(yīng)溫度180℃、反應(yīng)時(shí)間8h。在此條件下,正丁醛的轉(zhuǎn)化率最高達(dá)到90.6%,辛烯醛的選擇性為91.7%�？疾炝舜呋瘎┑闹貜�(fù)使用性能,結(jié)果表明La-Al_2O_3重復(fù)4次后仍具有良好的催化性能。通過(guò)對(duì)La-Al_2O_3催化正丁醛自縮合反應(yīng)的產(chǎn)液進(jìn)行GC-MS分析,對(duì)正丁醛自縮合反應(yīng)體系中的副產(chǎn)物及可能的副反應(yīng)進(jìn)行了推測(cè),建立了La-Al_2O_3催化正丁醛自縮合合成辛烯醛的反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。然后,在La-Al_2O_3催化正丁醛自縮合反應(yīng)研究的基礎(chǔ)上,篩選出了一種金屬-固體酸雙功能催化劑Ni/La-Al_2O_3用于催化正丁醛“一鍋法”合成辛醇反應(yīng),考察了該催化劑的制備條件對(duì)其催化性能的影響以及加氫過(guò)程反應(yīng)條件對(duì)正丁醛“一鍋法”合成辛醇反應(yīng)的影響。確定出Ni/La-Al_2O_3適宜的制備條件:Ni負(fù)載量為25%、500℃焙燒4h,550℃還原3h。正丁醛“一鍋法”制辛醇反應(yīng)適宜的反應(yīng)條件:催化劑與正丁醛質(zhì)量比為0.15、反應(yīng)溫度180℃下反應(yīng)8h,然后通入4MPa的氫氣180℃下繼續(xù)反應(yīng)6h。在此條件下,正丁醛的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到100%,辛醇的收率為67.0%。利用GC-MS對(duì)正丁醛“一鍋法”合成辛醇反應(yīng)體系進(jìn)行了分析,推測(cè)了Ni/La-Al_2O_3催化正丁醛“一鍋法”合成辛醇反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)XRD、SEM表征發(fā)現(xiàn),γ-Al_2O_3水合是造成Ni/La-Al_2O_3催化性能下降的主要原因,嘗試了在γ-Al_2O_3表面引入疏水基團(tuán)以期達(dá)到抑制γ-Al_2O_3水合作用目的的方法。
【關(guān)鍵詞】：正丁醛 辛醇 一鍋法 固體酸 雙功能催化劑
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ223.12;TQ426
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 前言10-11
• 1.2 正丁醛自縮合反應(yīng)催化劑11-18
• 1.2.1 堿催化劑11-14
• 1.2.2 酸催化劑14-15
• 1.2.3 酸堿雙功能催化劑15-16
• 1.2.4 固體酸的稀土改性16-18
• 1.3 辛烯醛加氫催化劑18-20
• 1.3.1 銅基加氫催化劑18-19
• 1.3.2 鎳基加氫催化劑19
• 1.3.3 貴金屬催化劑19-20
• 1.4 羥醛縮合-加氫反應(yīng)催化劑20-22
• 1.5 本課題的研究意義22-23
• 1.6 本課題的研究?jī)?nèi)容23-24
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分24-32
• 2.1 化學(xué)原料與試劑24-25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備25
• 2.3 催化劑的制備25-26
• 2.3.1 羥醛縮合反應(yīng)催化劑25
• 2.3.2 羥醛縮合-加氫反應(yīng)催化劑25-26
• 2.4 催化劑的表征26-27
• 2.4.1 比表面積、孔容和孔徑26
• 2.4.2 表面酸堿性26
• 2.4.3 還原性能26
• 2.4.4 物相分析26-27
• 2.5 催化劑活性評(píng)價(jià)27
• 2.5.1 羥醛縮合27
• 2.5.2 羥醛縮合-加氫反應(yīng)27
• 2.6 產(chǎn)物分析27-28
• 2.6.1 定量分析27
• 2.6.2 定性分析27-28
• 2.7 數(shù)據(jù)處理28-32
• 2.7.1 正丁醛羥醛縮合反應(yīng)28-29
• 2.7.2 正丁醛“一鍋法”合成辛醇反應(yīng)29-32
• 第三章 La-Al_2O_3催化正丁醛自縮合反應(yīng)32-42
• 3.1 前言32
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分32
• 3.3 結(jié)果與討論32-40
• 3.3.1 不同方法制備La-Al_2O_3的催化性能32-35
• 3.3.2 制備條件對(duì)La-Al_2O_3催化性能的影響35-37
• 3.3.3 反應(yīng)條件對(duì)正丁醛自縮合反應(yīng)的影響37-39
• 3.3.4 催化劑穩(wěn)定性的考察39
• 3.3.5 La-Al_2O_3催化正丁醛自縮合反應(yīng)體系分析39-40
• 3.4 小結(jié)40-42
• 第四章 金屬-固體酸雙功能催化劑及正丁醛“一鍋法”合成辛醇反應(yīng)42-72
• 4.1 前言42-43
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分43
• 4.3 結(jié)果與討論43-65
• 4.3.1 催化劑的篩選43-46
• 4.3.2 制備條件對(duì)Ni/La-Al_2O_3催化性能的影響46-55
• 4.3.3 反應(yīng)條件對(duì)正丁醛“一鍋法”合成辛醇反應(yīng)的影響55-57
• 4.3.4 Ni物種對(duì)羥醛縮合反應(yīng)的影響57-60
• 4.3.5 反應(yīng)體系分析60-63
• 4.3.6 催化劑重復(fù)使用性能的考察63-65
• 4.4 抑制γ-Al_2O_3水合過(guò)程的探索研究65-70
• 4.5 小結(jié)70-72
• 第五章 結(jié)論與展望72-74
• 5.1 結(jié)論72-73
• 5.2 展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-80
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果80-82
• 致謝82

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本文編號(hào)：1131088