磺酸基功能化微球硅胶催化环氧大豆油合成

制备了不同3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTS)负载量的磺酸基功能化微球硅胶,用于非均相催化合成环氧大豆油。利用SEM、FT-IR、13C NMR CP/MAS等手段对所制备的功能化微球硅胶进行表征。以所制备磺酸基功能化微球硅胶为催化剂,用双氧水氧化大豆油合成环氧大豆油(ESO)。优化反应条件为:m(大豆油)∶m(双氧水(50%))∶m(乙酸)∶m(催化剂(MPTS负载量为75%))=1∶0.5∶0.07∶0.1,75℃,7h。所得产品色号为60(Pt-Co),环氧值为6.5%。催化剂重复使用6次活性未明显下降。     

对甲苯磺酸催化大豆油环氧化反应

以对甲苯磺酸(p-TsOH)为催化剂、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na_2)为双氧水稳定剂,由甲酸和双氧水原位生成过甲酸对大豆油进行环氧化反应。考察了催化剂、甲酸溶液、双氧水和稳定剂用量以及反应温度和反应时间对产物环氧值的影响。实验结果表明,加入少量稳定剂可提高产物的环氧值;随催化剂和甲酸溶液用量的增加、反应温度的升高和反应时间的延长,产物环氧值呈现先增大后减小的趋势;随双氧水用量的增加,产物环氧值增大。大豆油环氧化反应的适宜条件为:大豆油用量100 g,88%(质量分数)的甲酸溶液用量6.5%(相对于大豆油的质量,下同),50%(质量分数)的双氧水用量47%,EDTA-Na_2用量0.006%,p-TsOH用量0.05%,反应温度70℃,反应时间8.0 h;在此条件下,环氧大豆油的环氧值为6.57,残余碘值为4.26。     

环己烯经分子氧催化环氧化制备环氧环己烷

  研究了以负载于酸性氧化铝上的酞菁镍为催化剂,分子氧为氧化剂,异丁醛为助氧化剂,由环己烯经催化环氧化制备环氧环己烷的工艺过程。制备了金属酞菁催化剂NiPc/Al2O3,并利用红外光谱、紫外-可见光谱、XRD等技术对其进行了结构表征。探讨了各种因素对环氧化反应的影响,结果表明,制备环氧环己烷的最佳工艺条件为：反应温度为35 ℃、反应时间为11 h、催化剂用量为2 %、通氧量为20 mL/min、醛烯质量比为2,在此条件下环氧环己烷的收率为36.8 %。     

无羧酸条件下清洁合成环氧大豆油

在无羧酸条件下,以乙酸乙酯为溶剂、甲基三辛基硫酸氢铵为相转移催化剂,用30%(质量分数)过氧化氢溶液直接环氧化大豆油合成了环氧大豆油。通过核磁共振氢谱及碳谱、傅里叶变换红外光谱、黏度测定等方法对产物的结构进行了表征与分析,并根据国家标准的方法对产物的色泽、酸值、环氧值和碘值进行了测定。同时考察了反应时间、反应温度及溶液pH对产物环氧值的影响,通过正交实验优选了反应条件。实验结果表明,无羧酸条件下,以过氧化氢为氧化剂可以成功地实现大豆油的环氧化,在溶液pH为2、反应温度60℃、反应时间7h的条件下,产物的环氧值为6.27%,碘值(100g)为5.80g。此方法避免了反应中生成过酸,副产物生成量减少,提高了产品质量。     

HPPO工艺催化剂活性组分研究

针对丙烯与过氧化氢制备环氧丙烷反应（HPPO工艺）的特点,对专用催化活性组分钛硅分子筛HTS进行了研究。该研究包括对HPPO工艺所需活性组分钛硅分子筛制备条件的考察和优化,将钛硅分子筛HTS改性制备为合适的丙烯环氧化催化活性组分,然后制备成催化剂,用于HPPO中试实验。结果表明,丙烯与过氧化氢制备环氧丙烷反应的过氧化氢转化率大于95%,环氧丙烷选择性大于95%,催化剂活性稳定性良好。     

微波固体碱法制备生物柴油

研究了微波辐射下,采用KNO3/Al2O3固体碱催化剂,大豆油和甲醇酯交换反应制备生物柴油的工艺。催化剂的最佳制备条件为:KNO3的负载量(质量分数)35%,700℃下焙烧5h。采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射和Hammett滴定对催化剂进行了表征。表征结果显示,KNO3在Al2O3表面分散形成的Al—O—K物种和KNO3高温分解产物K2O为反应提供了活性位。该反应的优化工艺参数:微波输出功率360W,反应时间35min,催化剂质量分数6.0%,甲醇与大豆油的摩尔比13。在该条件下,大豆油的转化率达到97.5%。与水浴加热方式相比,采用微波辐射加热方式,反应时间明显缩短,能耗减少。     

CaO-ZnO固体碱催化剂的制备及其催化大豆油酯交换反应的性能

采用溶胶凝胶法制备了CaO-ZnO固体碱催化剂,并将其用于大豆油与甲醇的酯交换反应,利用SEM,TG,XRD等手段对催化剂及其前体进行表征,考察了Ca/Zn摩尔比、焙烧温度、焙烧时间等对催化剂性能的影响,优化了大豆油与甲醇酯交换反应的条件。表征结果显示,催化剂中大孔隙的存在有利于油脂分子顺利进入孔道而使催化剂的表面活性位得以有效利用。实验结果表明,催化剂适宜的制备条件为:Ca/Zn摩尔比1.0、焙烧温度750℃、焙烧时间4 h;在醇油摩尔比30、催化剂与大豆油质量比为0.06,70℃,90 min条件下,制备的催化剂催化大豆油和甲醇酯交换反应的甘油收率达90%以上;催化剂重复使用5次后,催化效果未见下降,催化剂具有优异的稳定性。     

KF/CaO催化剂催化大豆油酯交换反应制备生物柴油

采用等体积浸渍法制备了KF/CaO催化剂,并将其用于催化大豆油与甲醇酯交换反应制备生物柴油。考察了催化剂制备条件和反应条件对酯交换反应的影响。实验结果表明,通过等体积浸渍并在873K煅烧4h,可以制得理想的KF添加量(KF与CaO的质量比)为14.3%的KF/CaO催化剂,采用该催化剂,当醇与油摩尔比为12∶1、催化剂用量(催化剂与油的质量比)为3%、反应温度为60～65℃、反应时间为1h时,生物柴油的收率可以达到90%。与CaO催化的酯交换反应结果相比,KF/CaO催化剂的催化活性明显提高。XRD与TG-DTG分析结果表明,KF/CaO催化剂酯交换活性的增强与KF与CaO经过高温煅烧发生相互作用而形成新的晶相密切相关。     

环氧环己烷制备反式-1,2-环己二醇的新工艺

制备了聚苯乙烯接枝季铵盐催化剂,并用于环氧环己烷水解制备反式-1,2-环己二醇,通过溶解度测定,确定了重结晶的较佳溶剂为1,2-二氯乙烷。考察了催化剂用量、物料摩尔比、反应温度、时间对水解反应的影响。较佳水解条件为(以0.1 mol环氧环己烷计):催化剂用量2.4%,n(H_2O):n(C_6H_(10)O)=40:1,反应温度70℃,反应时间100 min,收率大于93%。在该条件下催化剂重复使用5次,活性未见明显降低。     

氧化钙固体碱催化剂用于大豆油和甲醇酯交换制备生物柴油的研究

对氧化钙固体碱催化剂用于甲醇和大豆油的酯交换反应制备生物柴油（脂肪酸甲酯）进行了研究，考察了醇油摩尔比、反应温度、催化剂用量等因素对生物柴油产率的影响，以及采用四氢呋喃等溶剂溶解产物中的甘油和脂肪酸甲酯以分离回收催化剂的方法。结果表明，在醇油摩尔比为12、反应温度为65℃、催化剂用量为8％、反应1．5h的条件下，生物柴油产率达到了95％以上。重复使用实验结果表明，CaO的催化活性比K2CO3／γ-Al2O3和KF／γ-Al2O3固体碱催化剂高，寿命更长，重复使用20次后催化效果无明显下降。     

负载固体酸催化豆油制备生物柴油的研究

以负载固体酸为催化剂,甲醇和大豆油为原料,合成了生物柴油。在单因素的基础上,应用Box-Behnken中心组合原理,对醇油量比,催化剂用量,反应时间三个因素进行了三水平的实验设计。通过响应面分析,确定最佳工艺为:醇油量比7∶1,m(催化剂)/m(豆油)为5.95%,反应时间3.75h。此条件下生物柴油产率为96.62%。多次使用后,催化剂仍表现出较好的催化活性。并利用XRD、FT-IR光谱表征了催化剂的物相和产品结构,用气相色谱-质谱联用法对产品进行了定性和定量分析。     

CaO/Al2O3复合催化剂催化裂解大豆油制备烃类燃料的研究

以物理混合法制备复合催化剂CaO/Al2O3,采用单因素实验法,在固定床反应器以大豆油为原料进行CaO/Al2O3复合催化剂催化裂解大豆油制备烃类燃料的研究,考察裂解温度、空速、m（CaO）/m（Al2O3）对裂解产物的影响。结果表明：在裂解温度为510 ℃、空速为10.00 h-1 、m（CaO）/m（Al2O3）为2：8的条件下,裂解液收率为71.00%;裂解油组成中烃类质量分数高达80.96%,裂解油的运动黏度(20 ℃)为3.1 mm2/s,酸值为4.1 mg KOH/g,氧质量分数为2.37%,热值达44.79 kJ/g。     

聚硅氧烷原油破乳剂的合成与表征

用含氢硅油为主链,在氯铂酸催化下与丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯合成了梳型聚硅氧烷原油破乳剂.通过单因素实验考察了反应温度、反应时间及催化剂用量对反应转化率的影响,确定了最佳反应条件,在反应温度90℃、催化剂用量40 μg/g、反应时间6h的条件下,转化率可达90.1％.产物结构经过红外光谱和核磁共振进行了确证.     

KF/水滑石的合成及催化大豆油酯交换制备生物柴油

采用浸渍法制备了KF/水滑石固体碱催化剂,并将其用于催化大豆油与甲醇进行酯交换反应制备生物柴油;考察了催化剂制备条件和酯交换反应条件对生物柴油收率的影响,并对催化剂进行了XRD,TG-DTA,SEM表征。研究结果表明,KF/水滑石的最佳制备条件为:KF负载量(占水滑石的质量)80%、焙烧温度500℃、焙烧时间3 h。将此条件下制备的KF/水滑石催化剂用于大豆油与甲醇酯交换反应,最佳的反应条件为:催化剂用量(占大豆油的质量)2%,甲醇与大豆油的摩尔比12∶1,反应时间3 h,反应体系处于回流状态。在此条件下,生物柴油的收率高达90.4%。表征结果显示,KF/水滑石的催化活性与KF和水滑石在高温煅烧时相互作用形成新的晶相KMgF3和K3AlF6有关。     

二苯胺烷基化催化剂的改性及其应用

针对现有二苯胺烷基化生产工艺中白土催化剂用量大、废渣多、产品携带多、污染严重的缺点,利用合适浓度的酸对白土催化剂进行改性,在保证催化剂裂解能力的情况下,提高了催化剂的烷基化能力。对改性催化剂性能进行分析,确定了改性催化剂的实际使用条件,并在工业装置上进行了验证,得到理化指标、抗氧性能与现有产品相当的工业品,表明改进后的催化剂能够满足现有工艺的需要,并达到了降低污染、提高产量和效益的目的。     

固体碱KF/Al_2O_3的制备及其酯交换催化性能

采用浸渍法制备了KF/Al_2O_3固体碱催化剂,并应用在大豆油与甲醇的酯交换反应中,探索了催化剂制备条件和酯交换反应条件;采用SEM,XRD,TG-DTA等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明,当KF负载量(基于Al_2O_3载体的质量)为40%时,在773 K下焙烧3 h,可制得催化活性较高KF/Al_2O_3催化剂。XRD与TG-DTA表征结果显示,KF/Al_2O_3催化剂的活性是因KF与Al_2O_3经高温焙烧产生了新的晶相K_3AlF_6。在n(甲醇):n(大豆油)=12:1、催化剂用量(基于大豆油的质量)为3%、回流状态下反应3 h,生物柴油的收率可达83.7%。     

Determination of models and optimization for the products of Fischer-Teropsch synthesis on Fe-Mn/K Catalyst

The Fischer-Tropsch synthesis produces the different clean energy, which fulfills the basic human needs in terms of the energy carriers. With attention to market needs, the production of certain products of this process is considered. To achieve this goal, multiple timed experiments are needed to increase the production of the desired product. In order to reduce the cost and time, the selectivity models were determined for the Fe-Mn/K catalyst. Using the response surface methodology based on three factors (reduction pressure, H₂/CO ratio, and space velocity) for three products—CO₂, C5-11, and C12+ — the selectivity models were obtained. In the models, the effect of each parameter and the interaction of the parameters with each other during the process of production was evaluated and analyzed. Finally, the optimal conditions were foreseen for each product.