[发明专利]一种利用乙烯直接氧化合成乙酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于化学合成领域，具体涉及一种利用乙烯直接氧化合成乙酸的方法。

背景技术

乙酸作为一种重要的有机化工原料, 广泛用于医药、燃料、化纤、纺织、电子等工业。乙酸的合成方法繁多, 其中以乙烯为原料、气相工艺一步氧化合成乙酸的生产方法， 具有乙烯原料来源广泛、工艺简单、装置建设费用低、环境友好等优点, 引起了世界各国的普遍关注。在这一工艺中, 负载型Pd硅钨酸催化剂有着较高的催化活性。为此, 本发明在以往工作的基础上进一步研究了Pd-SiW₁₂/ SiO₂ 催化剂中Pd金属分散度对其活性的影响，初步研究了该系列催化剂的稳定性，对催化剂的还原温度和乙烯直接氧化合成乙酸的工艺也进行了探索。

本专利以气体乙烯为底物，对影响氧化合成乙酸的催化条件、催化剂还原条件进行了研究。

发明内容

本发明提供了一种利用乙烯直接氧化合成乙酸的方法，本专利以气体乙烯为底物，对影响氧化合成乙酸的催化条件、催化剂还原条件进行了研究。

1. 一种利用乙烯直接氧化合成乙酸的方法，其特征在于采用内径10mm、长300mm的不锈钢固定床管式反应器, 催化剂用量为3ml。乙烯、O₂、N₂和水蒸气按一定配比通入反应器进行反应。

2. 步骤1所述的方法，其特征在于催化剂的制备为采用共浸法制备用一定浓度的H₂PdCl₄ 和H₄SiW₁₂O₄₀水溶液, 等体积浸渍SiO₂( S_g= 318m²/ g) ,于120℃烘干、还原后即得Pd-SiW₁₂/ SiO₂ 催化剂。

3. 步骤1所述的方法，其特征在于是用H₂ 和N₂ 混合气程序升温还原催化剂。

4. 步骤2所述的方法，其特征在于催化剂还原温度的为250-350℃。

5. 步骤1所述的方法，其特征在于原料气中添加加入0.03%的1, 2-二氯乙烷。

6. 步骤1所述的方法，其特征在于反应条件为165℃、0.8MPa和GHSV为3100h^- 1。

7. 步骤1所述的方法，其特征在于反应时间为6 h。

8. 步骤1所述的方法中，乙酸的时空产率( Y) 定义为单位时间和单位体积催化剂上所得乙酸( AcOH) 的质量数。乙烯的转化率( c) 定义为反应的乙烯量/ 乙烯导入量。乙醛( AcH) 的选择性( s) =生成乙醛的摩尔数÷已反应乙烯的摩尔数×100%。

附图说明

图1 还原温度( T_red) 对催化剂性能的影响。

其中， (1)c(C₂H₄); (2) s(AcOH+AcH);(3) s(CO₂); (4) Y；P=0. 8 MPa，其他条件同表一相同。

具体实施方式

实施例1  

本实施例说明不同还原剂对催化剂中Pd的分散度的影响，在乙烯气相氧化合成乙酸的过程中，Pd-SiW₁₂/ SiO₂催化剂的活性与其还原方法有较强的依赖关系，H₂还原方法明显好于肼水溶液还原方法。为深入探讨造成这一活性差异的根本原因, 用H₂的化学吸附法测定了这两种还原方法制备的催化剂中Pd金属的分散度。结果如表1所示。

由表1可见，虽然这两个催化剂样品具有完全相同的组成，但因还原方法的不同所得催化剂中Pd的分散度(处于Pd颗粒表面的Pd原子占Pd原子总数的比例) 存在很大差异，以H₂还原剂在气相还原所得Pd-SiW₁₂/ SiO₂ 催化剂中，Pd的分散度约相当于以肼在液相还原时的3倍, 其相应的乙烯氧化所得AcOH的时空产率亦接近这一比值。

实施例2