改性微米TS-1催化丙烯环氧化性能研究

【摘要】：本文首先在优化改性条件下,于100 ml晶化釜中采用稀TPAOH对微米TS-1进行改性处理,并在间歇釜中考察了催化剂、溶剂、反应温度、双氧水浓度、反应时间、氨水加入量等条件对丙烯环氧化反应性能的影响,尤其是对乙醛生成的影响。然后采用优化改性条件下于5 M3合成釜中放大,大型挤条机挤条成型的成品TS-1催化剂,在固定床反应器上设计正交试验考察了甲醇溶剂体系中反应温度、丙烯空速、H202浓度、氨水浓度等条件对催化剂的催化性能的影响。在优化的反应条件下分别考察了新鲜催化剂、实验室原位再生催化剂长运转反应性能,并在100 t/a中试实验装置上进行了500 h长运转实验。最后采用醋酸镁对微米TS-1进行了浸渍改性,考察了MgO负载对催化剂及催化性能的影响,初步探索了微米TS-1后续改性,提高其在单独采用甲醇做溶剂时的催化性能的方法。 经上述研究工作发现： 1、TPAOH稀溶液改性可以明显提高微米TS-1中介孔的数量,并降低催化剂酸量,提高催化反应活性及稳定性,降低乙醛的生成；采用甲醇溶剂同样可以降低乙醛的生成量；较低的反应温度有利于控制乙醛的生成； 2、以挤条TS-1为催化剂,甲醇为溶剂在固定床上进行丙烯环氧化反应正交试验,最优的反应条件为：反应温度40℃、氨水浓度0.4 mmol/L、丙烯进料空速0.6 h-1、H2O2浓度1.2 mol/L。在此条件下分别进行了新鲜催化剂、原位再生中试失活催化剂长运转小试实验,1800h长运转结果表明,催化剂具有良好的活性、选择性和稳定性。在100 t/a中试实验装置上进行了500 h长运转实验,H202的转化率(XH202)和环氧丙烷的选择性(SPO)均可以达到97%以上； 3、采用MgO对微米TS-1进行浸渍改性。采用SEM, XRD, BET对MgO改性TS-1样品进行了表征,并考察了其在甲醇溶剂体系丙烯环氧化催化性能。结果表明,MgO改性可以显著降低催化剂酸性,减少副反应的发生,反应条件CH2O2=1.0 mol/L, mTS-1=0.4 g, T=60℃, t=60min, PC3H6=0.6 MPa,过氧化氢转化率99.5%,环氧丙烷选择性达到96.7%,环氧丙烷选择性和收率较未改性的微米TS-1有明显提高,环氧丙烷选择性提高8.8%,环氧丙烷收率提高12.44%。催化剂经重复利用发现,MgO改性微米TS-1体现出了良好的稳定性,经两次重复利用,催化性能均维持在较高水平。

【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：O643.32