文档介绍：第卷第期北京化工大学学报自然科学版., .
正
乙酰丙酸加氢生成戊内酯的反应动力学
张建伟樊金龙吴卫泽
北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室,北京
摘要:以/为催化剂质量分数为% ,在消除内、外扩散影响条件下,研究了乙酰丙酸非均相催化加氢
制备一戊内酯反应动力学。考察了反应温度—℃和氢气压力.~.对反应速率的影响,以及氢
气在乙酰丙酸液体中的溶解度温度~、氢气压力~.。结果表明:乙酰丙酸非均相催化加氢反
应对乙酰丙酸浓度的反应级数为零级,对氢气压力的反应级数为一级,反应活化能为./;提出了加氢反应
可能的机理,并简化氢解离吸附等温吸附式,获得了与实验结果一致的加氢反应动力学模型表达式。
关键词:加氢反应;乙酰丙酸;一戊内酯;动力学
中图分类号:.
通过计算模数说明内扩散影响可以忽略;通
引言
过提高搅拌转速的方法消除外扩散的影响。在消除
一戊内酯是一种便于储存和运输的源自内外扩散的条件下,研究了乙酰丙酸加氢反应动力
生物质的能源及碳资源平台的基础化合物,具有学,并提出了可能的反应机理。
较好的物理化学特性,如较高的沸点、较低
实验部分
的熔点一℃、闪点温度高℃、无毒,泄漏
易于识别、易溶于水、对环境友好等。可以进一. 实验原料
步转化为一甲基一四氢呋喃等液体燃料“。还乙酰丙酸,分析纯,上海晶纯化学试剂公司;.
是合成可生物降解材料的原料。戊内酯,质量分数% ,山东招远林海化工厂,使用
生物质转化的关键步骤之一是由乙酰丙酸前蒸馏纯化;乙醇,分析纯,北京化工厂;氢气,质量
加氢脱水生产一戊内酯。国内外对催化加氢分数.% ,北京海谱气体公司;质量分数为
反应已有一些报道,主要涉及催化剂和载体的选择。% 的/催化剂,中石化石油科学研究院。
其中催化剂主要有:金属氧化物催化剂,如氧化. 催化剂参数
铂“,镍加,—复合催化剂“; /催化剂的质量分数为% ;催化剂颗
负载型贵金属催化剂,如铼、铱、钯、钌、铂和负载粒的粒径为~,平均. ; 比表面
型双金属复合催化剂,如./等。文献中该积为/;孔体积为./;透射电子显
微镜测得活性炭上的颗粒大小为~
催化加氢反应一般在有机介质中进行,如乙醚、
甲醇¨等。反应动力学和机理对乙酰丙酸催化加,主要分布在—。
. 加氢反应实验
氢反应非常重要,但该加氢反应动力学和反应机理
按比例称取一定量的催化剂、乙酰丙酸加入到
的系统报道较少。
装有电磁搅拌、容积为的不锈钢高压反应釜
本文采用质量分数为% 的/催化剂,
中,密封。用氢气以~/的速率吹扫反
收稿日期:——应釜,排出反应釜中的空气,然后充入一定压力的氢
基金项目:北京市自然科学基金;教育部新世纪气。等反应炉加热到设定温度后,将反应釜置于加
优秀人才支持计划热炉中加热,等重新达到设定温度后计时,同时观察
第一作者:男,年生,硕士生压力的变化。反应一定时间后,将反应釜浸入冷水
通讯联系人中骤冷,终止反应。当温度达到室温后,缓慢卸压,
. : ...
反应混合物用乙醇溶出,小心操作,减少物料损失。
· · 北京化工大学学报自然科学版
溶出物经~ 的烧结漏斗过滤,滤液定容后用文中:为.~./·,取最大值。
气相色谱分析。取.。取“/