BYD反应催化剂母体性质的浅析

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　　摘 要：催化剂通过改变化学反应速度，促进反应尽快达到化学平衡。在1，4-丁二醇的生产过程中，中间产品BYD的生产受其反应催化剂的影响，因此配制出高活性的BYD反应催化剂是整个生产的首要条件，催化剂母体的性质是配制出高活性催化剂的基础条件，对催化剂母体的研究就具有了必要性。
　　关键词：碱式碳酸铜；CuCO3·Cu（OH）2；2CuCO3·Cu（OH）2 ； 粒度
　　1，4丁二醇（BDO）是重要的基本有机化工原料。国内BDO装置大多采用“INVISTA”生产工艺。催化剂通过改变化学反应速度，促进反应尽快达到化学平衡。
　　在1，4-丁二醇的生产过程中，中间产品BYD的生产受其反应催化剂的影响，因此配制出高活性的BYD反应催化剂是整个生产的首要条件，催化剂母体的性质是配制出高活性催化剂的基础条件，对催化剂母体的研究就具有了必要性。
　　碱式碳酸铜作为催化剂配制的母体，在合适的工艺条件下，生成丁炔亚铜。丁炔亚铜就是具有活性的催化剂，其生成的多少就会影响反应推进的速度。碳酸铜母体对生成丁炔亚铜有以下几方面的影响：
　　1 催化剂母体内铜的影响。
　　碱式碳酸铜的化学分子式是CuCO3Cu（OH）2，在自然界CuCO3是不能单独存在的。碳酸铜和碳酸氢铜实际是不存在的。在稀的硫酸铜溶液中加入碳酸钠，或将二氧化碳通入氢氧化铜悬浮液中，都可得到碱式碳酸铜沉淀。碱式碳酸铜可看做由氢氧化铜与碳酸铜组成的，实际有氢氧化铜合一个碳酸铜与氢氧化铜合二个碳酸铜两种。前者化学式为CuCO3·Cu（OH）2，是一种草绿色的单斜系结晶纤维状的团状物，或深绿色的粉状物。由溶液中所得沉淀物初显绿色，放置后在溶液中变成暗绿色。
　　它有毒，是铜表面上所生成的绿锈（俗称铜绿）的主要成分。后者化学式2CuCO3·Cu（OH）2，深天蓝色，很亮的单斜系晶体，或紧密的结晶团状物。它不溶于水，溶于氨水和热而浓的碳酸氢钠溶液而成蓝色，在300℃时分解。作为催化剂母体的制备过程中，生成CuCO3·Cu（OH）2与2CuCO3·Cu（OH）2的比例将直接影响单位质量内铜离子的含量。
　　催化剂母体中的铜含量会随着组分的不同有2%的变化，母体中的铜含量减少，则能生成的活性物就减少。催化剂母体的制备将影响催化剂中铜的含量，从而影响活性催化剂的活性。催化剂母体含量要求：Cu%：53%（最小）、铋%：2.2-3.2%、CuO/CO2（摩尔比）：1.8-2.1。对于仅有CuCO3·Cu（OH）2与2CuCO3·Cu（OH）2对于，其CuO/CO2最高为2，当CuO/CO2>2，则有了另外含铜物质的存在Cu（OH）2。
　　从催化剂生产成本进行讨论，当有Cu（OH）2存在，单位质量的铜含量增加，成本相应增加。研究降低或者不产生Cu（OH）2，研究产生更多的2CuCO3·Cu（OH）2，降低生产的铜原料量成为了化学反应的方向。而使用厂家则需要更多的铜含量以保证生成足够的活性铜催化剂。
　　CuCO3·Cu（OH）2或者2CuCO3·Cu（OH）2都是由CuCO3和Cu（OH）2组成。CuCO3和Cu（OH）2参与反应应当有先后顺序，其组分中的成分不同，必然影响化学反应的速率。
　　2 催化剂母体颗粒大小对催化剂活性的影响。
　　由表可以看出，催化剂母体颗粒越小，其表面积就越大。20微米的颗粒的表面积仅只有9微米的颗粒的1/2。颗粒表面越大，参与反应的分子就越多。
　　催化剂母体粒度要求：
　　粒度<3微米（质量%）：5%（最大）、粒度>20微米（质量%）：5%（最大）、粒度：9.0-13.0微米。
　　通过对催化剂母体的分析，经过工厂的实际运行，碳酸铜催化剂母体的铜含量、分子结构、颗粒度的不同，最终造成了配制的催化剂的活性有了差异。催化剂母体中CuCO3·Cu（OH）2组分的增多利于催化剂活性的提高，颗粒度由于受到过滤器滤布孔径的影响，在10微米左右也保证了催化剂的活性。当然催化剂的母体有了合适的性质，还需要配制过程以及使用过程的精心操作才能将催化剂的活性和寿命发挥到极致了。
　　参考文献：
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