树脂催化剂用于丙烯酸酯与MTBE合成反应的反应性能研究

摘要

随着丙烯酸酯与MTBE的应用越来越广泛，国内外生产能力稳步上升，其工业规模不断扩大。目前，国内相当一部分工业生产中，仍使用国外进口的Amberlyst系列催化剂和传统的硫酸催化剂。而对国内生产的树脂催化剂信心不足。然而进口催化剂价格较高，硫酸催化剂易对环境产生污染。因此，急需脱颖而出的优秀国产催化剂以满足大量的生产需求。
　　本文以丹东明珠树脂催化剂厂提供的D系列催化剂，与国外进口的Amberlyst系列催化剂在合成丙烯酸甲/乙酯与合成MTBE两个反应中进行了比较。
　　合成丙烯酸甲/乙酯反应中
　　(1)考察了A-25，D005-T，D005-Ⅱ在不同温度下各个催化剂的反应性能。并对反应温度进行优化。85℃下，D005-Ⅱ对应的丙烯酸甲酯收率达到84.6％，而A-25所对应的丙烯酸甲酯收率为75.8％。D005-T对应的丙烯酸乙酯收率达到89.5％，而A-25所对应的丙烯酸乙酯收率为88.6％。
　　(2)在甲/乙醇转化率和选择性较高的温度下，对较优的国产催化剂与进口催化剂A-25进行稳定性考察。300小时的长运转中，国产催化剂D005-Ⅱ/T相较于A-25具有明显优势。
　　合成MTBE反应中
　　(1)考察了A-35，D005-Ⅱ，DNW-Ⅱ，DA330在不同温度下各个催化剂的反应性能。并对反应温度进行优化。90℃时，DNM-Ⅱ和DA330树脂催化剂MTBE的收率可以达到约为62％，国外对照品牌A-35树脂催化剂的MTBE收率为57.8％。
　　(2)在相对较高的反应温度下(100℃)，对DA330与A-35的稳定性进行考察。300小时的长运转反应中，二者无明显差异。
　　(3)在工业生产条件下对DA330与A-35的稳定性进行考察。2000小时的长运转中，二者无明显差异。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题背景

1．1．1 生产丙烯酸酯的重要意义

1．1．2 生产MTBE的重要意义

1．2 国内外生产情况

1．2．1 丙烯酸酯的国内外生产情况

1．2．2 MTBE的国内外生产情况

1．3 合成机理

1．3．1 丙烯酸酯合成机理

1．3．2 MTBE合成机理

1．4 经济型评价

1．4．1 丙烯酸酯的经济效益

1．4．2 MTBE装置的经济效益

1．5 工艺及所用催化剂发展

1．5．1 酯化工艺发展

1．5．2 醚化工艺发展

1．5．3 树脂催化剂发展

1．6 课题选择

2 实验部分

2．1 实验仪器和药品

2．2 催化剂制备

2．3 表征仪器

2．3．1 傅立叶变换—红外光谱(FT-IR)‘

2．3．2 低温N2物理吸附

2．3．3 X射线衍射(XRD)

2．3．4 扫描电镜(SEM)

2．3．4 热重(TG)

2．3．5 静态测评

2．3．6 气相色谱-质谱联用(GC-MS)

2．4 催化剂性能评价

2．4．1 评价装置

2．4．2 产物组成分析

2．4．3 评价指标定义

3 结果与讨论

3．1 催化剂表征

3．1．1 合成丙烯酸甲／乙酯催化剂的表征

3．1．2 合成MTBE催化剂的表征

3．2 催化剂反应性能考察

3．2．1 丙烯酸甲酯反应条件及产物分析

3．2．2 不同温度对合成丙烯酸甲酯的影响

3．2．3 合成丙烯酸甲酯反应用催化剂的稳定性考察

3．2．4 丙烯酸乙酯反应条件及产物分析

3．2．5 不同温度对合成丙烯酸乙酯反应的影响

3．2．6 合成丙烯酸乙酯反应用催化剂稳定性的考察

3．2．7 合成MTBE反应条件及产物分析

3．2．5 不同温度对合成MTBE反应的影响

3．2．6 合成MTBE反应用催化剂稳定性的考察

3．2．7 模拟工业化条件合成MTBE长时间运转

结论

参考文献

附录

致谢