乙醇在MoS/C催化剂上一步法制备乙酸乙酯的研究

摘要

在乙酸乙酯的工业化合成路线中，乙醇一步合成法由于成本低、设备腐蚀小以及无毒性等优点，被认为是最有前景的乙酸乙酯制备方法。 本文开发了一种全新的基于MoS2/C催化剂的乙醇一步法合成乙酸乙酯的工艺。考察了负载量和煅烧气氛对催化剂性能的影响；优化了反应工艺条件；在最优的工艺条件下考察了催化剂的稳定性；根据实验结果提出了初步的反应机理。 研究表明，ATTM最佳的负载量为20％，过高的负载量会导致乙醇转化率和乙酸乙酯选择性的降低；在H2气氛下煅烧所得催化剂的反应性能要明显优于在N2气氛下煅烧所得催化剂的反应性能，NH3的TPD实验表明N2气氛下煅烧所得的催化剂具有更多的强酸性中心，这种强酸中心促进了乙醛半缩和生成丙醇的反应，导致了产物中丙烯含量的增加。本文对制备的MoS2/C催化剂进行了工艺条件优化，优化的工艺条件为：反应温度范围290℃～300℃，乙醇液体空速范围0.72h-1～1.08h-1。 催化剂稳定性考察的实验表明，催化剂在90h的反应过程中表现出了较好的稳定性，乙醇转化率约为65％，主产物联合选择性约为82％。采用SEM、XRD和BET表征手段观察了催化剂反应前后表面形貌、元素组成、相态以及比表面积的变化，发现反应后催化剂的表面形貌和S/Mo有一定变化，相态并没有改变，比表面积有一定程度的下降。 本文对乙醇一步合成乙酸乙酯反应的机理进行了初步研究，研究表明：乙醛由乙醇脱氢而得，这也是反应的第一步，乙酸乙酯的生成途径为乙醛和乙醇加成脱氢。

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第一章文献综述

1.1乙酸乙酯的生产及应用

1.1.1乙酸乙酯的主要性质和用途

1.1.2乙酸乙酯的国内外生产以及消费状况

1.1.3乙酸乙酯的生产方法及其研究进展

1.2乙醇一步制备乙酸乙酯的研究进展

1.2.1乙醇氧化法

1.2.2乙醇脱氢法

1.3本课题研究意义

第二章催化剂制备、评价及表征

2.1实验原料及装置

2.1.1实验试剂及仪器

2.1.2催化剂活性评价装置以及流程说明

2.2实验方法

2.2.1催化剂的制备

2.2.2催化剂活性评价

2.2.3产物分析

2.2.4催化剂的表征方法

第三章催化剂及反应机理的研究

3.1负载量对催化剂活性的影响

3.2煅烧气氛的影响(H2、N2)

3.3反应机理的研究

3.3.1乙醇在不同空速下的反应

3.3.2乙醛在本催化剂上的反应

3.3.3结果讨论

3.4本章小结

第四章工艺条件及催化剂稳定性研究

4.1工艺条件的研究

4.1.1反应温度的研究

4.1.2反应空速的研究

4.2催化剂的稳定性实验

4.2.1活性评价结果

4.2.2 SEM、XRD和BET表征结果

4.3本章小结

第五章结论

参考文献

致谢