γ-Al2O3负载磷钨酸催化合成乙二醇二甲醚
2018-03-31于清跃张云良潘斯林
于清跃,张云良,潘斯林,2
(1.南京科技职业学院 化工与材料学院,江苏 南京 210048;2.南京安鼎化工科技有限公司,江苏 南京 210048)
乙二醇二甲醚(DMEG)是性能优越的溶剂,广泛用于医药抽提、有机中间体合成及化学工业。传统Williamson合成法采用醇钠,在相转移催化剂的作用下与烷基化剂反应制得乙二醇二烷基醚。该工艺反应路径长,且在中和碱液获得纯净产品的过程中,产生大量工业盐及废水,对环境污染严重。采用环境友好的非均相催化工艺是理想的选择[1-3]。磷钨酸(PW)具有强而均一质子酸特性和“准液相”行为,使其在催化领域备受重视[4-5]。纯杂多酸的比表面积较小(小于10 m2/g),采用多孔载体负载杂多酸,可得到高比表面积材料,用于制备多相催化剂[6-7]。γ-Al2O3具有较大的比表面积(250~380 m2/g)、高的热稳定性和抗氧化等特点,广泛应用于催化剂的制备过程中[8-9]。
本工作采用过量浸渍法制备γ-Al2O3负载PW系列催化剂,并在固定床反应器上考察了系列催化剂对二甲醚(DME)与环氧乙烷(EO)合成DMEG反应性能的影响;优化了PW负载量、反应温度、反应压力、原料配比以及气态空速(GHSV)等反应条件。采用XRD和NH3-TPD方法表征了PW在γ-Al2O3表面的分散性,以及不同负载量催化剂试样的NH3-TPD酸性质。
1 实验部分
1.1 主要试剂
三氟化硼乙醚、磷酸、硫酸:分析纯,南京化学试剂有限公司;γ-Al2O3:分析纯,金陵石化催化剂厂;PW:分析纯,上海化学试剂有限公司;EO:工业纯,江苏怡达化工有限公司;DME:工业纯,久泰能源(张家港)有限公司。
1.2 催化剂制备
将一定量的γ-Al2O3和PW乙醇水溶液(V(乙醇)∶V(水)= 1∶1)在室温下按0.1 g/mL的比例混合,搅拌12 h;……
