反应压力0.8MPa条件下
3.1催化剂中Mg含量对吡啶碱收率的吡啶影响
在反应温度380℃,反应压力0.8MPa条件下,碱合究考查了不同Mg含量的成工催化剂对吡啶碱收率的影响,具体结果如表3所示。艺研
从表3可以看出,吡啶随着Mg含量的碱合究增加,吡啶碱收率增加,成工当MgO∶Al2O3=0.5∶1时,艺研吡啶碱收率最高为85.4%,吡啶进一步增加Mg含量,碱合究吡啶碱收率呈下降趋势,成工这主要是艺研因为分子筛中引入Mg后,比表面积增大,吡啶分子筛中活性中心增多,碱合究从而使吡啶碱收率增加,成工但随着Mg含量的增加,吡啶碱收率下降,这可能是由于Mg含量增加,分子筛酸强度增加,催化剂积碳失活,同时过量的Mg容易堵塞孔道,造成收率下降。
3.2催化剂用量对吡啶碱收率的影响
在催化剂中MgO∶Al2O3=0.5∶1,反应温度380℃,反应压力为0.8MPa条件下,我们考查了催化剂用量对反应的影响,具体结果如图1所示。
从图1可以得出,随着催化剂用量的增加,吡啶碱的收率增加,进一步增加催化剂用量,吡啶碱收率呈下降趋势,这可能是由于随着催化剂用量的增加,酸性中心增多,促进吡啶碱的生成,但催化剂用量进一步增加,副产物的生成也增加,从而附着在酸性中心上,使催化剂的活性降低,造成收率下降。
3.3物料配比对吡啶碱收率的影响
在催化剂MgO∶Al2O3=0.5∶1,反应温度380℃,反应压力0.8MPa,催化剂用量5%的条件下,我们考查了物料配比对反应的影响,具体结果如表4所示。
从表4可以看出,增加甲醛的用量,吡啶碱收率增加,当甲醛∶乙醛∶氨气=1.2∶1∶3时,吡啶碱收率最高,为85.9%,进一步增加甲醛和氨气量,吡啶碱收率下降,这可能是随着甲醛用量增加,物料浓度增多,有利于正反应进行,因而吡啶碱收率增加,而进一步增加甲醛用量,在高温下,甲醛浓度的增加也促进了甲醛自聚反应的发生,副产物附着在催化剂的活性位,使催化剂活性降低。
3.4反应温度对吡啶碱收率的影响
在甲醛︰乙醛︰氨气=1.2∶1∶3,催化剂中MgO︰Al2O3=0.5∶1,催化剂用量5%,反应压力0.8MPa,催化剂用量5%的条件下,我们考查了反应温度对反应的影响,具体结果如图2所示。
从图2可以得出,随着反应温度的增加,吡啶碱收率增加,进一步增加反应温度,吡啶碱收率下降,主要是由于随着反应温度的增加,反应速率增加,从而使吡啶碱的收率增加,进一步增加反应温度,甲醛、乙醛自聚反应同样增加,副产物增多,使催化剂失活,因而反应收率下降。
3.5反应压力对吡啶碱收率的影响
在甲醛∶乙醛∶氨气=1.2∶1∶3,催化剂中MgO∶Al2O3=0.5∶1,反应温度400℃,催化剂用量为5%的条件下,我们考查了反应压力对反应的影响,结果如图3所示。
从图3可以得到,随着反应压力的增加,吡啶碱收率增加,进一步增加反应压力,吡啶碱收率下降,只是由于压力增加,使化学平衡向着气体分子数减小的方向移动,从而有利于吡啶碱的生成,随着压力的进一步增加,副产物增加,造成催化剂失活,吡啶碱收率下降。
4.结论
通过对催化剂中Mg含量、催化剂用量、原材料摩尔比、反应温度、反应压力的影响,筛选出合适的反应条件。反应的最优条件为MgO∶Al2O3摩尔比0.5,催化剂用量5%,甲醛∶乙醛∶氨气为1.2∶1∶3,反应温度为400℃,反应压力为1MPa,吡啶碱收率达到85.9%。
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