丙烯醛水合催化剂B101失活机理及提高其稳定性的研究

摘要

采用固定床连续流动反应器考察了螯合离子交换树脂的丙烯醛水合反应稳定性,并通过测定反应前后树脂的含水率、酸交换量、组成元素等,分析了树脂活性降低的原因.结果表明,反应前后B101树脂的骨架结构基本上没有发生变化,树脂表面的官能团基本没有流失;B101树脂表面的活性中心H+被部分金属离子如Ca2+、Mg2+取代,而导致催化剂活性中心数减少;而树脂催化剂活性降低的关键原因在于反应过程中生成的聚合物覆盖了活性位所致.通过对反应体系的阻聚和优化丙烯醛水合反应的工艺条件,大大提高树脂催化剂的反应稳定性:以阻聚性能较好的HQ+ZJ-701为阻聚剂,反应空速1.0 h-1,丙烯醛质量分数为(11±1)%,在2000 h反应考察过程中,通过逐步提高反应温度来补偿催化剂活性的下降,可以使丙烯醛转化率保持在50.0%左右,3-羟基丙醛选择性维持在89.0%,并且反应运行平稳.