论文总字数：17343字

摘 要

乙醇和异丙醇是重要的化工材料，广泛应用于食品、药品、电子、日用品、汽油添加剂等领域。乙酸异丙酯催化加氢制乙醇和异丙醇是一条新兴的绿色工艺路线，具有重要的学术意义和应用前景。乙酸异丙酯催化加氢制乙醇和异丙醇的关键在于催化剂，本论文采用的主要是以Cu-ZnO为活性组分的催化剂，ZnO是n型半导体化合物，Cu与n型ZnO半导体之间的相互作用可以提高催化性能。本论文根据Cu与n型半导体化合物之间的相互作用，设计制备了一系列铜基催化剂，通过固定床反应器对醋酸异丙酯催化加氢制备异丙醇和乙醇的工艺进行研究；还通过改变Cu-ZnO催化剂中Cu的含量来考察其对催化活性和分散度的影响。实验表明，Cu-ZnO催化剂的催化性能很高，Cu-Fe₂O₃催化剂的催化性能也很可观。除此之外，催化剂中Cu的含量对催化性能及分散度的测定也有较大影响。

关键词：乙酸异丙酯 催化加氢 异丙醇 乙醇

Study on the Process of Catalytic Hydrogenation of Isopropyl

Acetate for Preparation of Ethanol and Isopropanol

Abstract

Alcohol and isopropanol are important chemical materials, which have been widely used in food, medicine, electronics, commodity, gasoline additives and other fields. Synthesizing alcohol and isopropanol through the hydrogenation of isopropyl acetate is a new green process route, which has important academic and applied significance. Catalyst is the key to synthesize alcohol and isopropanol through the hydrogenation of isopropyl acetate. In this paper, we used the main catalyst with Cu-ZnO as the active component, ZnO is an n-type semiconductor compound, the interaction between Cu and the n-type ZnO semiconductor can improve the catalytic performance. In this paper, according to the interaction of Cu and other n-type semiconductor compound, we designed and prepared a series of other copper-based catalyst. We have carried out series of researches on the catalytic hydrogenation technology of isopropyl acetate aiming to prepare isopropanol and ethanol based on the copper-based catalysts through fixed-beds reactors. And by changing the content of Cu element of the Cu-ZnO catalyst, we examined its effect on the catalytic activity, product selectivity and degree of dispersion. The experimental results show that the catalytic performance of Cu-ZnO catalyst is very high, and the catalytic performance of Cu-Fe₂O₃ catalyst is also considerable. In addition, the content of Cu in the catalyst has great influence on the determination of the catalytic properties and the degree of dispersion.

Key words: isopropyl acetate; catalytic hydrogenation; isopropanol; ethanol

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 前言 1

1.1 课题背景 1

1.2 乙醇简介 1

1.2.1 乙醇的物性 1

1.2.2 乙醇的应用 1

1.2.3 乙醇的合成 2

1.3 异丙醇简介 5

1.3.1 异丙醇的物性 5

1.3.2 异丙醇的应用 5

1.3.3 异丙醇的合成 5

1.4 乙酸异丙酯简介 6

1.4.1 乙酸异丙酯的物性 6

1.4.2 乙酸异丙酯的应用 7

1.4.3 乙酸异丙酯的合成 7

1.5 乙酸酯加氢原理 7

第二章 实验部分 9

2.1实验试剂和仪器 9

2.1.1 实验气体及试剂 9

2.1.2 实验主要仪器 10

2.2 催化剂的制备 10

2.3催化剂的评价 10

2.3.1实验装置 10

2.3.2反应产物的分析方法 11

2.3.3计算方法 12

2.4催化剂的表征 13

第三章 结果与讨论 14

3.1催化剂的性能结果 14

3.2催化剂的表征结果 15

3.2.1 X射线衍射（XRD） 15

3.2.2 程序升温还原（H₂-TPR） 16

3.2.3 分散度与催化性能结果 17

3.3 不同的Cu含量 18

3.3.1 催化剂的性能结果 18

3.3.2 X射线衍射（XRD） 19

3.3.3 分散度与催化性能结果 20

第四章 结论与展望 22

参考文献 23

致谢 25

第一章 前言

1.1 课题背景

在基础化工产品中，乙醇以及异丙醇都是比较重要的，其广泛应用于各个领域，比如：食品、医药、电子、日用化学、汽油添加剂等。乙醇还是一种绿色燃料。作为一种清洁能源，乙醇汽油市场前景非常广阔^[1,2]。异丙醇作为一种重要的有机原料，产量一直供不应求，因此开发出一条绿色经济的生产工艺来大量生产异丙醇，具有重要的应用意义。

近年国内煤化工高速发展,乙酸产能严重过剩，已远大于国内的表观需求量。丙烯产能也将呈现出供应超量的局面。

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