CBDK加氢制备CBDO的动力学研究

• 作者: 尤文焘 杨磊 王呈祥 潘腾 成有为 李希
• 来源期刊: 化学反应工程与工艺
• 学科: 化学
• 关键词: 2 4 4-四甲基-1 3-环丁二酮 3-环丁二醇 竞争吸附 动力学模型
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 页码范围: 1-11
• 页数: 11页
• 分类号: O643.38
• 语种: 中文
• DOI: 10.11730/j.issn.1001-7631.2022.01.0001.11

摘要

2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇(CBDO)是制备高性能共聚酯的重要单体,2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二酮(CBDK)加氢制备CBDO是其制备工艺的核心反应.在搅拌釜式反应器中对Ru/C催化剂上的CBDK加氢过程进行了反应动力学研究.通过高分辨透射电镜(HRTEM)对催化剂的微观形貌进行了观察,发现Ru金属均匀分布在活性炭表面,金属Ru颗粒的平均粒径为2～3 nm,这有利于提高催化剂的加氢活性和选择性.在排除传质影响的条件下,考察了催化剂浓度、温度、压力对加氢反应的影响,并通过参数回归得到了加氢反应的动力学模型.结果表明:该反应为连串反应,CBDK先快速加氢生成2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁醇酮(CBKO),再进一步加氢生成CBDO;氢气分子态吸附,表面化学反应限速的Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson(LHHW)动力学模型拟合效果最优.CBDK,CBKO与CBDO在催化剂活性位点上存在竞争吸附,吸附平衡常数分别为951.9,280.1和60.0 L/mol;两步反应的活化能分别为34.7 kJ/mol和47.9 kJ/mol.研究结果可为CBDK加氢反应器的设计与优化提供指导.