填料型固体碱催化丙酮缩合制二丙酮醇.pdf

化学工程师
Im 173 No.2
Chemical Engineer
2010年第2期
文章编号:1002-1124(2010)02-0022-03
科研与并发
填料型固体碱
催化丙酮缩合制二丙酮醇
邹丹,杜长海;,孙雅玲,邢华琼
(长春工业大学化学工程学院,吉林长春130012
摘要;采用铝阳极氧化法制备了填料式AlO-AM載体,采用浸渍法制备了M8O/Al20AI固体碱催化剂,
并用于丙酮缩合制二丙酮醇的反应中,考察了催化剂制备条件对催化剂活性的影响。结果表明,催化剂适宜
的制备条件为:浸渍液浓度2.0%,浸渍温度55℃,浸渍时间2.0h,焙烧温度5④℃,焙烧时阎4.0h。在此条件下,
丙酮的转化率为21.08%,二丙嗣醇的选择性为100%
关键词:阳极氧化;固体碱;丙酮缩合反应;催化精馏
中图分类号:0643.3
文献标识码:A
Study on structured solid alkali packing for catalytic synthesis of diacetone alcohol
by condensation of acetone
ZOU Dan, DU Chang-hai, SUN Ya-ling, XING Hu
School of Chemical Engincering and Technology, Changchun Univcrsity of Technology, Changchun 130012, China)
Abstract: A novel solid alkali M:0/A1 0 - Al catalyst for catalytic distillation wa
idation of high-purity a
foils with
ME(NO, )2. It
was used as catalyst to synthesize diacetone acohol by condensation of acetone. The optimum synthesis conditions
were investigated. The results indicated that: Mg (NO, concentration is 2.0%, dipping temperature is 55C, di-
ping time is 2.0h, calcination temperature is 550C, calcination time is 4.oh. The conversion of acetone is 21.08%
and the selectivity of diacetone is 100%
Key words: anodic ox iza in slid alkali densa on of ac one catalytic distillation
二丙酮醇是丙酮两分子缩合产物,也是有机合热力学上限制较大,平衡常数较小的反应尤为有利
成的重要原料和中间体。目前,国内二丙酮醇的生1但目前采用催化精馏技术制备二丙酮醇的研究
产多采用以微量碱性氢氧化物为催化剂由丙酮缩很少,特別是适合于催化精馏制二丙醇的催化剂
合制得二丙酮醇。但这种方法具有催化剂不能回则更少小3。本文在前期研究工作的基础上67,采用
收,生成液需要中和,生产工艺复杂,反应速度慢,空铝阳极氧化法制备了Al203-填料型载体,并通过
速较低,生产周期长,产生大量的废水和需要回收盐浸渍法合成了新型填料式固体碱 Mgo/A1O3-Al催
等缺点。并且由于此反应受到化学平衡限制,丙酮的化剂,并用于丙酮催化合成二丙酮醇,考察了催化
转化率较低,一般只有30%以下。为了提高丙酮的剂制备条件对催化剂活性的影响,为研制催化精馏
转化率,可以采用催化精馏技术。催化精馏技术是法制二丙酮醇用新型催化填料提供基础数据。
把化学反应和精馏分离两个单元操作过程集成在
个装置中进行的操作,对于可逆反应,由于反应1实验部分
和精慆同时进行,精馏的作用使产物不断地从反应
区域移出,破坏了原有的化学平衡,使反应向生成1.1主要仪器与试剂
产物的方向移动,从而提高了转化率,这一点对于
GC-14C气相色谱仪(日本岛津
Mg(NO2)26H20.(北京化工厂);丙酮(A.R.北
京化工厂);铝片(纯度不小于9.0%北京国药集
收稿日期:2009-12-2
团)
作者简介:邹丹(1982-),女,硕士研究生,主要从事工业催化剂的
1.2催化剂的制备
研究开发工作。
导师简介:杜长海(1966-),男,博十,教授
将金属铝板(厚度为0.1mm、纯度为990%)在
2010年第2
邹丹等:填料型固体碱性化丙詞編合制二丙嗣
质量分数为20%的NaOH溶液中浸渍3min,再在体酮绵合反应的选择性有很大的影响,既对于二丙酮
积分数为30%的HVO3溶液中浸渍Imin,以除去金醇的选择性来说,制备该催化剂的浸渍液浓度应越
属铝表面自然氧化层。将处理后的铝板作为阳极,铅小越好。
板作为阴极,以质量分数为4%的草酸为电解液,在2.,2浸溃温度对催化剂活性的影响
电流密度为1.5AMdm2、温度为20℃、时间为1.5h的
在焙烧温度为550℃,焙烧时间为4.h,浸渍液
条件下进行阳极氧化后,将Al20-载体制成直径浓度为2.0%,浸渍时间为2.0h的条件下,考察了浸
约为3mm的拉西环填料形式,在80℃水浴中进行水渍温度对催化剂活性的影响实验结果见表2。
封处理1.h后,再于350℃下焙烧1h制成载体。
秘2浸责温度对催化剂活性的影形向
将催化剂载体浸渍于一定浓度的Mg(NO3)2溶Tab.2 Influence of dipping temperature on catalytic activities
液中,在一定温度下搅拌一定时间后静置一定时间
浸渍温度C丙酮转化率%二丙酮醇选择性‰
浸渍完成后,于125℃烘箱中烘干8h以上。在一定
14.11
100.0(
温度下焙烧一定时间,制得填料型Mgo/A2O-Al固
体碱催化剂。
56下8
19.44
100.00
1.3丙酮缩合反应
19.13
100.00
缩合反应在250mL三口烧瓶中进行,用接点温
度训控制反应温度,用SZCL型数显控温磁力搅拌
由表2可知,随着浸渍温度的增加,丙酮转化
器加热并搅拌。催化反应在沸腾条件下进行,加人原率也随之增大。当浸渍温度为55℃时,其丙酮转化
料丙100mL催化剂装量2g,不加带水剂,反应时
率最高,当浸渍温度大于55℃时,丙酮转化率减小
间1h,产物由CC-14C型气相色谱仪分析,用丙酮因此,本实验适宜的催化剂浸渍温度取为59
转化率表示催化剂的活性
2.3浸渍时间对催化剂活性的影响
在焙烧温度为550℃,焙烧时间为4.0h,浸渍液
内化率总物的球面穎+丙围的译面积×100
浓度为2.0%,浸渍温度为55℃的条件下,考察了漫
渍时间对催化剂活性的影响,实验结果见表3。
2结果与讨论
表3浸迹时间对催化剂活性的影
Tab3 Infuence of dipping time on catalytic activities
2.1浸渍液浓度对催化剂活性的影响

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