生物級乳酸脫水制丙烯酸的催化劑及工藝研究.pdf

1、目前工業(yè)上采用丙烯兩步氧化法來生產(chǎn)丙烯酸，由于此工藝路線原料丙烯來源于不可再生資源石油，導(dǎo)致生產(chǎn)成本提高，而且該工藝存在流程長、化工設(shè)備多、投資大以及能源消耗高等缺點(diǎn)。針對存在的這些問題，本論文使用生物質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)物乳酸作為原料，以HZSM-5分子篩為研究對象，從改性方法及條件、反應(yīng)條件等方面，研究催化劑催化乳酸脫水生產(chǎn)丙烯酸的性能，并對催化劑的穩(wěn)定性及再生性能進(jìn)行了考察，以期為工業(yè)應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　(1)本文采用堿性物質(zhì)通過浸

2、漬對分子篩進(jìn)行改性，考察了堿源、堿濃度、堿處理時(shí)間、反應(yīng)溫度、進(jìn)料液濃度以及流速等因素對乳酸脫水反應(yīng)的影響。結(jié)果表明:當(dāng)NaOH作為堿源改性的催化劑具有較高的催化活性;當(dāng)堿濃度為0.5mol/L、處理時(shí)間為8h、處理溫度為80℃以及不焙燒時(shí)，NaOH/ZSM-5催化劑催化性能最佳。最佳工藝條件為:反應(yīng)溫度為375℃，進(jìn)料液濃度為40wt％,進(jìn)料流速為0.08mL/min，載氣N2流速為35mL/min。在最佳改性以及工藝條件下對催化劑的

3、穩(wěn)定性及再生性能進(jìn)行初步考察可知:運(yùn)行55h后，丙烯酸收率下降了20％左右，同時(shí)該催化劑再生性能較差。
　　(2)通過金屬離子交換來改性由堿處理過的HZSM-5分子篩，考察了金屬離子種類、濃度以及交換時(shí)間等因素對催化乳酸脫水制備丙烯酸性能的影響。結(jié)果表明:當(dāng)用Cs+作為交換離子、濃度為0.025mol/L以及交換時(shí)間為8h時(shí)，催化劑催化性能較佳，即乳酸轉(zhuǎn)化率為100％，丙烯酸選擇性為67.9％，而且該催化劑與與NaOH/ZSM-5