化工原理公式.pptx

3-羟基丙酸甲酯加氢制备13-丙二醇汇报人：余文丽指导老师：陈小平选题的目的和意义13-丙二醇的制备实验部分一：选题的目的和意义1、目的13-丙二醇(简称13-PDO)是一种重要的有机化工原料广泛用于增塑剂、洗涤剂、防腐剂、乳化剂、聚酯和聚氨酯的合成其中最重要的应用是与对苯二甲酸缩聚生产一种新型高分子材料———聚对苯二甲酸丙二醇酯(简称PTT)聚酯纤维。2、生产方法(1)丙烯醛法丙烯醛水合制3-羟基丙醛一般采用酸性催化剂。诸如：离子交换树脂、酸性分子筛或固载化的矿物酸。CH2CHCHO+H2OHOCH2CH2CHO3-羟基丙醛经过加氢还原为13-PDOHOCH2CH2CHO+H213-PDO(2)环氧乙烷法首先主要合成为3-羟基丙醛再接着加氢成为13-PDOEO+H2+CO3-HPA3-HPA+H213-PDOa:丙烯醛路线成本较高反应条件比较缓和技术难度也不是很大但丙烯醛本身也是一种重要的有机中间体而且属剧毒易燃易爆物品难于储存和运输b:环乙烷法设备投资大技术难度高特别是催化剂的制备较难但产品成本价格较低而且原料比较容易得到也易于储运。c:微生物发酵法以“绿色化学”为特征利用可再生、廉价的资源(如玉米淀粉)生产环境清洁反应条件温和符合21世纪可持续发展需要但是效率不高目前没有应用到工业化3-羟基丙醛不稳定易生成低聚物及乙缩醛需将其浓度控制得相当低且催化剂回收和再循环较难实现。3-羟基丙酸甲酯β位羟基异常活泼在常规酯基氢化催化剂和通常的加氢反应温度条件下已发生显著的脱水反应而成为极端非选择反应得不到目的产物13-丙二醇。因此开发低成本的13-PDO以适应PTT的发展成了当前聚酯生产和技术界关注的热点问题。二、中间体3-羟基丙酸甲酯加氢制备13-PDO1、国外研究情况（1）美国Shell公司2000年在US-6191321中报道了MHP的稀溶液以很低的流速通过Cu/ZnO催化剂的流动反应器反应温度165-190℃之间MHP的转化率大于50%脂加氢得到的二元醇的选择性达81%降低了脂加氢催化反应的温度。（2）韩国三星公司对MHP加氢进行研究专利（US6348632）采用铬酸铜催化剂180℃的条件下反应15hMHP的转化率仅有5%13-PDO的选择性3%专利申请号（01136549.8）采用硅烷改进的CuO/SiO2催化剂在流动釜式反应器中实现MHP加氢的转化率大于80%13-PDO的选择性不到90%专利申请号（02122156.1）采用CuO（77wt%）--SiO2(20wt%)--MnO2（3wt%）的催化剂活化44h氢气压力为1500PSi温度150℃反应20h反应物浓度为1.77%MHP的转化率90%以上13-PDO的选择性100%在低温条件下MHP的转化率和13-PDO的选择性有很大的提高但是低浓度使实际产物的收率很低。2、国内研究情况（1）中科院兰州化学物理研究所于2006年以《3-羟基丙酸甲酯制13-丙二醇》为题目申请专利该发明叙述了一种由3-羟基丙酸甲酯加氢制13-PDO的方法。该方法催化剂采用CuO-SiO2催化剂可以在较温和的条件下实现MHP转化为13-丙二醇的反应。MHP的转化率最高为97.8%；13-PDO的选择性最高为93.4%。特征：催化剂采用CuO-SiO2其中CuO的含量60-95%反应溶剂采用乙醇温度100-180℃反应压力为6.0-12.0MPa的操作条件下完成制备（2）复旦大学于2007年以《一种13-PDO制备反应的催化剂及其制备方法》为题目申请了专利。本发明涉及一种用于MHP加氢制取13-PDO的催化剂反应温度150-250℃反应压力3--6MPa加氢反应在有溶剂（甲醇）条件下进行MHP的转化率90%13-PDO的选择性85%。特征：催化剂的组成：活性组分CuO助剂SiO2助催化剂MnO2组成其重量百分比为40-70%：