甲醇直接脫氫制無(wú)水甲醛工業(yè)應(yīng)用催化劑的研究.pdf

1、甲醇直接催化脫氫制無(wú)水甲醛是一條新的工藝路線。自二十世紀(jì)六十年代以來(lái)，甲醇脫氫催化劑在國(guó)內(nèi)外研究領(lǐng)域日益受到重視，雖然許多催化劑在反應(yīng)中表現(xiàn)了良好的催化活性，但是大多數(shù)催化劑由于被還原和活性組分的蒸發(fā)而迅速失活，所以至今還未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。在研究的催化劑當(dāng)中，碳酸鈉催化劑表現(xiàn)了高的催化活性和甲醛選擇性，而且該類催化劑在高溫下非常穩(wěn)定。因此，本文選擇碳酸鈉為研究對(duì)象，系統(tǒng)地考察了碳酸鈉催化劑成型的制備方法、添加助劑和載體等對(duì)甲醇轉(zhuǎn)化率和甲

2、醛選擇性的影響、脫氫工藝條件，同時(shí)對(duì)甲醇脫氫反應(yīng)在碳酸鈉催化劑上的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了探討。 1．系統(tǒng)地考察了碳酸鈉催化劑脫氫催化性能。它們的催化性能表現(xiàn)為：當(dāng)甲醇轉(zhuǎn)化率低于60％時(shí)，甲醛的選擇性都較為穩(wěn)定；隨著轉(zhuǎn)化率的升高，甲醛的選擇性下降；甲醇完全轉(zhuǎn)化時(shí)，甲醛的選擇性下降為零。 2．將碳酸鈉催化劑成型制備成可工業(yè)應(yīng)用的催化劑。在碳酸鈉成型過(guò)程中加入硅酸鹽作為粘合劑，加入活性碳作為助劑、皂土作為載體，制備成具有一定形狀的工業(yè)

3、應(yīng)用催化劑，其性能穩(wěn)定、催化活性高，能長(zhǎng)時(shí)間催化甲醇脫氫轉(zhuǎn)化為甲醛，且此催化劑在反應(yīng)一定時(shí)間活性降低后可再生，再生的催化劑活性也較好。 3.在溫度650℃-850℃，壓力0.1Mpa，質(zhì)量空速1-3ml/g.s，甲醇/進(jìn)料比5％-25％范圍內(nèi)考察了脫氫反應(yīng)條件的影響。研究表明，最適宜的反應(yīng)條件為溫度700℃，空速1.5ml/g.s，壓力0.1Mpa，甲醇/進(jìn)料比10％。相應(yīng)的甲醇轉(zhuǎn)化率和甲醛選擇性分別為63.14％和71.53％

4、、甲醛收率為45.16％。實(shí)驗(yàn)證明，成型后的碳酸鈉催化劑應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)具有可行性。 4.碳酸鈉催化劑中加入活性炭和載體后，催化活性顯著提高而甲醛的選擇性卻未降低。這可能是因?yàn)樘妓徕c表面上的氫原子溢流到活性炭，由于氫從催化劑表面的解吸是決定反應(yīng)速度的關(guān)鍵步驟，所以提高了催化活性。同時(shí)載體的加入分散、稀釋了活性中心，抑制了副反應(yīng)的發(fā)生。 5.對(duì)甲醛的進(jìn)一步精制做了工作設(shè)想，因?yàn)樵诜蛛x甲醇一甲醛一水溶液時(shí)，甲醛-水的親和作用使