文献类型：学位论文

作　　者：李霞

导　　师：熊伟 毛涛联

授予单位：重庆科技学院

学科专业：安全工程（专业学位）

授予学位：硕士

学位年度：2016

基　　金：国家自然科学

语　　种：中文

摘　　要：1,2-丙二醇是重要的化学原料,主要用于生产高分子聚酯材料,由于吸湿性好且无毒,也作为抗冻剂、保湿剂、润滑剂和溶剂在食品、医药、化妆品行业中大量使用。传统生产1,2-丙二醇的方法是以不可再生的石油或煤炭资源为原料,工艺路径存在环境污染大、成本贵和能耗高、风险大等问题,本文在对传统生产工艺危险性分析的基础上,按照绿色化学、本质安全原理和清洁生产技术的要求,通过改进设计,消除工艺、过程、设备中存在的危险物质的数量,使用安全材料代替危险材料等综合措施,研究了双金属磁性催化剂催化甘油氢解制备丙二醇。该工艺是从源头上消减生产过程中的危险,避免事故的发生。以生物柴油产业副产的甘油为原料,通过催化氢解制备1,2-丙二醇是增长其产业链、提高经济效益的有效途径。采用浸渍法制备双金属磁性催化剂Ru-Cu/Fe3O4-TiO2、Ru-Ni/Fe3O4-ZrO2,利用透射电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射、N2吸附等方法对催化剂进行了表征,考察了Ru/Cu和Ru/Ni摩尔比、反应时间、反应温度、H2压力和催化剂用量等因素对催化剂性能的影响。结果表明,Ru-Cu/Fe3O4-TiO2和Ru-Ni/Fe3O4-ZrO2双金属催化剂均具有较高的催化活性和良好的1,2-丙二醇选择性。在Ru/Cu摩尔比1:1.6、反应温度200℃、H2压力4.0 MPa、反应时间10 h的条件下,甘油转化率和1,2-丙二醇的选择性分别为96.12%和86.77%;在Ru/Ni摩尔比1:1.8、反应温度180℃、H2压力3.0 MPa、反应时间8 h的条件下,甘油转化率和1,2-丙二醇的选择性分别为94.76%和84.51%。以上两种催化体系中反应后产物与催化剂可有效实现磁性分离,为该过程的应用奠定了实验基础。通过对物质危险性和工艺过程危险性的总体考虑,建立了基于丙二醇生产工艺的本质安全评价模型,应用该模型对传统工艺和甘油氢解工艺进行了评价。结果表明

关 键 词：1,2-丙二醇 危险性分析 甘油 磁性催化剂  本质安全

分 类 号：TQ223.162]