丙烯酸甲酯合成的流化床新工艺研究

摘要

丙烯酸甲酯(MA)，一种重要的工业单体，主要用来生产涂料、胶粘剂、塑料和高吸水性树脂(SAP)。在传统工艺上，MA是通过丙烯酸和甲醇的酯化反应制得，前者丙烯酸是通过丙烯两步氧化法制得。然而，由于中间产物（丙烯醛）的毒性加之丙烯成本上涨，大大限制了这种传统工艺的应用。因此，寻求另一种可替代MA的生产工艺迫在眉睫。
　　近些年，国内醋酸（酯）、甲醛(FA)等生产增幅过快，产能过剩。醋酸甲酯(MAC)与FA一步羟醛缩合反应制备MA，工艺流程短，环境友好，是一条绿色的工艺路线。酸碱协同催化剂应用于该反应显示出了良好的催化效果，然而催化剂因积炭结焦失活较快。
　　本文开发和优化了MAC与FA制备MA的流化床新工艺。运用超声浸渍法制备了新型耐磨球形酸碱协同Cs-P/γ-Al2O3催化剂。利用XRD、BET、SEM、TEM、TG/DTA、ICP、NH3和CO2-TPD等方法进行了表征。催化性能评价表明10wt％Cs-5wt% P/γ-Al2O3催化剂性能最佳，这与其具有较多的弱酸和弱碱位点直接相关。运用响应曲面优化法(RSM)优化流化床新工艺，在最优工艺条件下（反应温度623.0K，MAC与FA的摩尔比5:1，LHSV0.66 h-1），MA收率达到39.5mol%.10wt%Cs-5 wt%P/γ-Al2O3催化剂1000h稳定性评价实验表明催化活性保持稳定，催化剂磨损导致的形状变化不明显。

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第1章 绪论

1.1丙烯酸甲酯应用及合成工艺介绍

1.2 醋酸（酯）法合成丙烯酸（酯）

1.3流化床新工艺

1.4 响应曲面优化法

1.5 课题研究意义及主要研究内容

第2章 实验部分

2.1 试剂和仪器

2.2 催化剂的制备

2.3 催化剂的表征

2.4 催化剂催化性能评价

第3章 载体选择

3.1 不同载体催化剂的催化性能

3.2 不同γ-Al2O3载体磨损性能

3.3 本章小结

第4章 催化剂物化性能分析与活性评价

4.1 X射线粉末衍射（XRD）

4.2 差热-热重（TG/DTA）

4.3 N2-物理吸附（BET）和磨损指数

4.4 扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）

4.5 全自动程序升温化学吸附（CO2-TPD和NH3-TPD）

4.6 不同Cs负载量对Cs/γ-Al2O3催化活性的影响

4.7 不同P负载量对Cs/γ-Al2O3催化活性的影响

4.8 本章小结

第5章 流化床工艺优化

5.1 流化床调试

5.2 工艺条件优化

5.3 本章小结

第6章 催化剂稳定性

6.1催化剂长周期评价

6.2 反应前后催化剂的形貌和性能分析

6.3 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

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