专利技术

一种二甲醚氧化合成甲缩醛的催化剂及制法和应用公开(公告)号:CN101003021公开(公告)日:2007.07.25一种二甲醚氧化合成甲缩醛的催化剂重量百分比组成为:杂多酸20%～40%,载体30%～60%,第一改性组分0.05%～20.00%,第二改性组分0.5-30.00%。采用浸渍法制备催化剂。本发明具有催化剂活性和稳定性较好。甲缩醛选择性高,二甲醚转化率较高,甲缩醛的收率较高。工艺简单,操作方便。     

二甲醚催化氧化制取甲缩醛

本文采用水热法合成了Al-HPW/SBA-15介孔分子筛催化剂,并用其作为催化剂催化二甲醚氧化的反应。本文采用XRD、NH_3-TPD两种分析手段表征催化剂样品。样品具有较多的弱酸性位,且当HPW负载量为30%时,其酸量达到最大,并且其酸量适宜催化二甲醚的反应。在反应温度为160℃时,催化剂的活性和甲缩醛选择性最佳,二甲醚转化率和甲缩醛选择性均为90%以上。     

甲醇为初始反应原料连续制备聚甲氧基二甲醚的系统

正本发明公开了一种甲醇为初始反应原料连续制备聚甲氧基二甲醚的系统,主要包括甲醛制备单元、甲缩醛制备单元和聚甲氧基二甲醚制备单元:甲醛制备单元的主要作用是在催化剂的作用下,把原料甲醇氧化成甲醛溶液;甲缩醛制备单元的作用是固体酸性树脂催化剂的作用下,把部分甲醛溶液与甲醇反应,制备成甲缩醛;聚甲氧基二甲醚制备单元的作用是在离子液体催化剂的作用下,甲醇、甲缩醛分别与甲醛溶液的缩合反应,制备聚甲氧基二甲醚,反应产物经过分离提纯后,得到聚甲氧基二甲醚产品。     

固体酸催化的正辛醛二甲缩醛的合成研究

研究了以正辛醛和甲醇为起始原料,直接合成正辛醛二甲缩醛技术。考察了催化剂、带水剂,以及反应温度、反应时间对反应结果的影响。确定优化的工艺条件:n(正辛醛)∶n(甲醇)=1∶2.4,反应温度为85~90℃,反应时间为2 h,催化剂为负载型杂多酸催化剂H3O40PW12/TiO2,带水剂为环己烷。在优化条件下正辛醛二甲缩醛的平均收率为82.8%,产品纯度达98%以上。     

聚甲氧基二甲醚合成工艺研究

以甲缩醛和三聚甲醛合成聚甲氧基二甲醚的反应体系为研究目标,筛选了HZSM-5分子筛为催化剂,考察了原料配比、反应温度、反应时间、催化剂用量对反应结果的影响。优化的反应条件为:甲缩醛和三聚甲醛质量比为2/1、反应温度为70℃、反应时间为2~4 h、催化剂用量为1.5%。在此条件下,三聚甲醛转化率大于95%,柴油有效添加组分DMM3-4的选择性为42%以上。循环实验表明,该催化剂结构稳定、性能优良,在5次循环使用中原料转化率和产物选择性未见有明显下降。     

柴油添加剂聚甲氧基二甲醚研究进展

介绍了聚甲氧基二甲醚作为柴油添加剂的性能指标。以聚甲氧基二甲醚不同的反应物料为分类依据,对比了几种聚甲氧基二甲醚合成工艺的优缺点,其中采用甲缩醛与多聚甲醛为原料合成聚甲氧基二甲醚工艺具有一定的优势。对今后聚甲氧基二甲醚的研究方向进行了展望,指出聚甲氧基二甲醚今后的研究方向为提高催化剂的可靠性、降低催化剂成本。     

HMCM-22分子筛负载磷钨酸催化合成聚甲醛二甲醚

为提高HMCM-22催化剂的酸性,增强其催化聚甲醛二甲醚(DMMn)合成反应活性,通过在HMCM-22分子筛上负载磷钨酸(PW)来增强HMCM-22催化剂的酸性,并以制得的PW/HMCM-22为催化剂,甲醇和三聚甲醛为原料,对聚甲醛二甲醚的合成反应进行了研究。考察了磷钨酸的负载量、焙烧温度和焙烧时间对催化性能的影响。结果表明,当磷钨酸负载量为总催化剂质量的30%,焙烧温度为300℃,焙烧时间为4 h的条件下,PW/HMCM-22催化剂的催化活性较高,三聚甲醛转化率和DMM2~8选择性分别达到了87.12%和54.84%。催化剂循环使用五次后,其活性基本没变化,表明该催化剂的稳定性能很好。     

固载化吡咯烷酮离子液体催化合成聚甲醛二甲醚

以HMCM-22分子筛为载体,化学键合固载吡咯烷酮离子液体,并用于催化合成聚甲醛二甲醚(DMM_n).XRD,FTIR及SEM结果表明:吡咯烷酮离子液体可以较好地固载于HMCM-22分子筛上.优选合成聚甲醛二甲醚的反应条件为:催化剂用量为总反应物质量的2.0%,甲缩醛与多聚甲醛的质量比(醇醛比)为2∶1,反应温度为120℃,反应时间为6h,离子液体负载量为2.0.产物中的甲缩醛转化率和DMM3-8选择性分别可达55.41%和30.87%,与纯离子液体和分子筛催化剂的反应效果相比,DMM3-8收率得到较大提高,且反应结束后催化剂和产物可自动分离为两相,可直接回收催化剂循环使用.重复使用4次后负载型分子筛催化剂仍能保持很高的活性.     

甲缩醛与三聚甲醛合成聚甲氧基二甲醚反应速率研究

为了探究反应条件对聚甲氧基二甲醚合成的影响,采用对甲基苯磺酸改性的强酸性阳离子交换树脂为催化剂,在固定床反应器中考察了甲缩醛和三聚甲醛合成聚甲氧基二甲醚的催化活性并研究了反应速率方程。结果表明,该催化剂具有较好的催化活性,三聚甲醛的转化率达到95%以上。根据连串反应机理,建立了幂函数反应速率方程,采用四阶龙格库塔方法对反应速率方程进行计算,使用粒子群算法(Particle Swarm Optimization)对反应速率方程参数进行了拟合回归。结果表明,该反应速率方程能较好地反映甲缩醛和三聚甲醛的转化率以及产物分布,为反应器模拟以及放大生产提供了基础数据。     

甲醛低聚反应研究

以甲缩醛为原料合成聚缩醛二甲醚,考察了催化剂、反应温度、物料配比、反应时『司、搅拌转速等因素对反应的影响。结果表明：以树脂为催化剂,催化剂用量5、vt％左右,甲醛和甲缩醛的摩尔比为1．0～1．5：1,反应温度96～105℃,搅拌转速为600～800r／min,通入的N2初始压力0．8～1．0MPa。在此条件下反应4～6h,反应转化率达到65％左右,选择性为90％左右。     

分子筛催化剂对聚缩醛二甲醚合成的影响

本研究以甲醇及甲缩醛为原料、酸性分子筛为催化剂合成聚缩醛二甲醚(PODEn),考察了ZSM-5分子筛的硅铝比、磷改性、粒径尺寸等因素对反应的影响。结果表明,Si/Al为50、P2O5含量为6 wt.%、粒径尺寸为5nm的ZSM-5分子筛催化剂活性较佳,三聚甲醛的反应转化率达到95.2%,PODEn(n=2～4)的选择性为58.0%。     

甲醇为原料联合制备碳酸二甲酯、甲缩醛和二甲醚反应体系热力学计算及节能分析

围绕碳酸二甲酯的高效、绿色、安全、节能合成目标,构建了联合生产碳酸二甲酯、甲缩醛和二甲醚反应体系及节能工艺。借助Aspen Plus软件对独立反应及复杂体系进行了热力学分析。由结果可知,升高反应压力或降低温度可明显提高碳酸二甲酯的平衡组成;与甲缩醛和二甲醚合成工艺相耦合后,可大幅提升甲醇平衡转化率,由0.5%~5.9%提高到91.7%~96.3%。根据热力学计算结果和动力学因素,提出顺序生产碳酸二甲酯、甲缩醛和二甲醚的串联催化反应器工艺。甲缩醛和二甲醚的分离采用简单精馏方式,碳酸二甲酯和水共沸物的分离采用变压精馏,3种产品的质量浓度均可达到99%以上。可有效解决单独生产碳酸二甲酯和甲缩醛生产中原料循环量大、能耗高和易爆炸等缺陷。     

甲缩醛合成反应及其动力学研究进展

针对甲缩醛的合成方法,一方面以催化剂类型为主线,对醇醛缩合法、甲醇直接氧化法、二甲醚氧化法等进行了综述,并指出目前方法中存在的问题,如原料转化率低、产物纯度不高、催化剂稳定性差、工艺复杂等,进而指明甲缩醛合成应向着简化工艺、采用环保型催化剂、提高转化率和产品纯度的方向发展;另一方面,综述了国内外在甲缩醛合成反应动力学研究方向的进展情况,指出甲缩醛合成反应动力学的研究从模型的建立到装置的选择上都越来越接近工业生产的实际情况,对于工业化生产更具参考价值。甲缩醛合成动力学研究正在向着更加趋近于工业化生产的方向发展,可以为甲缩醛生产工艺和装置的建立提供更加有效的参考。     

甲缩醛氧化制高浓度甲醛催化剂的开发与研究

所研制的。Mo-Fe-Cr-O甲缩醛氧化制高浓度甲醛催化剂的最适宜工艺条件为反应温度360~380℃ , 混合气空速7000-1000h^-1, 甲缩醛:O₂=1:2(摩尔比).它具有良好的热稳定性和重现性, 催化剂制备技术可靠, 小试寿命超过1000h。单管反应器考察结果表明催化剂具有很高的活性和选择性, 甲缩醛转化率为100%。 甲醛选择性为93.5%~95.4%, 具有工业应用价值。     

一种聚甲氧基二甲醚的制备方法

正本发明提供一种聚甲氧基二甲醚的制备方法,以工业级甲醇和甲醛溶液为原料,或以工业级甲缩醛和甲醛溶液为原料,将原料加热后从膨胀床反应器底端泵入,与催化剂接触并发生反应;反应完后从层流床反应器顶端进入,与催化剂接触并发生反应,得到粗品聚甲氧基二甲醚;将粗品聚甲氧基二甲醚分离提纯得到聚甲氧基二甲醚。本发明在工业化生     

硅胶负载磷钨酸催化剂上金刚烷的制备

采用过量浸渍法制备了一系列硅胶（SiO2）负载磷钨酸（PW）催化剂,考察了催化剂在桥式四氢双环戊二烯（endo-TCD）异构化制备金刚烷反应中的催化性能,并采用XRD、N2吸附和NH3-TPD等手段对催化剂的物化性质进行了表征。结果表明,当PW负载量为40%时,PW仍能在SiO2表面高度分散;随着PW负载量的增加,催化剂的酸量增加,负载量为40%时酸量最大,负载量进一步增大,酸量下降,40% PW/SiO2表现出最高的催化活性。采用40% PW/SiO2为催化剂,考察了各种反应条件对催化性能的影响。实验结果发现,适宜的反应条件为：催化剂活化温度200℃,反应温度260℃,反应时间3h,初始压力1.1MPa。当催化剂与原料的质量比为0.7,溶剂环己烷与原料的摩尔比为5.0时,endo-TCD的转化率达到99.5%,金刚烷的收率达到24.7%。     

硅胶负载磷钨酸铯盐(Cs2.5H0.5PW12O40)催化合成2-乙酰噻吩的研究

采用二步浸渍法制备硅胶负载磷钨酸铯(Cs2.5H0.5PW12O40)催化剂催化合成药物中间体2-乙酰噻吩.运用IR和XRD测试技术进了Cs2.5H0.5PW12O40/SiO2催化剂的表征,考察了Cs2.5H0.5PW12O40负载量、催化剂用量、物料配比、反应温度、反应时间等对2-乙酰噻吩合成收率和选择性的影响.实验结果表明,Cs2.5H0.5PW12O40和Cs2.5H0.5PW12O40/SiO2催化剂保持H3PW12O40的Keggin结构不变,且Cs2.5H0.5PW12O40/SiO2催化剂中Cs2.5H0.5PW12O40主要聚集在SiO2载体表面.优化合成2-乙酰噻吩的工艺条件为:30%Cs2.5H0.5PW12O40/SiO2催化剂用量为3%(以总物料量计);噻吩与乙酐的摩尔比为4:1;反应温度为75～80℃;反应时间为90 min.在此所选择的条件下,2-乙酰噻吩的收率达94.6%～96.8%,选择性达99.8%～99.9%.     

高纯度甲缩醛的制备方法研究

采用实验室常用仪器搭建的反应精馏装置,在硫酸催化甲醇与多聚甲醛制备甲缩醛的过程中,考察了原料配比、加热温度、催化剂用量、反应时间等对甲醇转化率、甲缩醛产率及制备甲缩醛纯度的影响,并通过正交实验得出了最优甲缩醛制备条件:n(甲醇)/n(多聚甲醛)=1.9,加热温度为70℃,反应时间2.75 h,催化剂加入量为甲醇体积的3.5%时,甲醇转化率达99.32%,甲缩醛产率99.88%,所制得甲缩醛的质量分数为96.88%,甲醇质量分数为3.11%,水的质量分数小于0.01%。     

纳米H_3PW_(12)O_(40)/SiO_2复合杂多酸催化合成乙酸正己酯

以纳米二氧化硅为载体,采用溶胶-凝胶法负载磷钨酸,以冰乙酸、正己醇为原料,纳米H3PW12O40/SiO2复合杂多酸为催化剂,考察原料配比、催化剂用量、反应时间、反应温度等因素对酯化反应的影响,同时也考察了催化剂循环使用的情况。实验表明,纳米H3PW12O40/SiO2复合杂多酸催化剂是合成乙酸正己酯的良好催化剂,其最优合成条件为:纳米H3PW12O40/SiO2复合杂多酸催化剂用量约为反应酸醇配料总质量的2.5%,酸醇配比为1∶1.4,反应时间1 h,反应温度130℃,产率达89.72%。     

H_3PW_(12)O_(40)/TiO_2-SiO_2催化合成环己酮1,2-丙二醇缩酮

采用H3PW12O40/TiO2-SiO2为催化剂,以1,2-丙二醇、环己酮为原料合成环己酮1,2-丙二醇缩酮。探讨H3PW12O40/TiO2-SiO2对该反应的催化活性。实验表明:H3PW12O40/TiO2-SiO2是合成环己酮1,2-丙二醇缩酮的良好催化剂;在n(环己酮)∶n(1,2-丙二醇)=1∶1.6,反应时间为60min,环己烷用量为6mL,催化剂的用量占反应物料总质量的0.8%的适宜条件下,其收率可达81.9%。