尿素醇解法合成碳酸乙烯酯及精制工艺研究

以尿素和乙二醇(EG)为原料,在复配催化剂作用下,合成了碳酸乙烯酯(EC)。考察了原料配比、催化剂用量、反应温度及反应时间等工艺条件对反应的影响,确定了最佳工艺条件:n(尿素)∶n(EG)=1∶1.2,催化剂质量分数为2.6%,反应温度为135℃,反应时间为4.5h,并对后续精制过程中遇到的催化剂分离及物料聚合问题进行了重点探讨。     

合成碳酸二甲酯ZnO-Al2O3催化剂研究

在Al₂O₃载体上涂覆活性组分DMC11,采用浸渍法制备负载型ZnO-Al₂O₃催化剂,采用间歇式催化剂评价装置考察催化剂活性组分涂覆量、焙烧温度、反应温度和n(甲醇)∶n(尿素)对催化剂性能的影响。在焙烧温度700 ℃和活性组分涂覆质量分数50%~60%的最佳制备条件下,制得的催化剂堆积密度1.15 g·mL^-1,比表面积85.3 m²·g^-1,孔体积0.20 m³·g^-1,孔径10 nm。在反应温度175 ℃、反应压力0.8 MPa和n(甲醇)∶n(尿素)≈35∶1条件下,碳酸二甲酯单程收率为15%。     

尿素催化合成乙酰水杨酸

以水杨酸和乙酸酐为原料,采用尿素作催化剂合成乙酰水杨酸。考察了温度、尿素用量、n(水杨酸)∶n(乙酸酐)和时间对反应的影响。正交试验结果表明,较适宜的反应条件为:n(水杨酸)∶n(乙酸酐)=1∶3,尿素用量为水杨酸质量的5%,反应温度85℃,反应时间60 min,此条件下,乙酰水杨酸收率达94.06%。     

响应面法优化Fe_3O_4/NiO催化聚对苯二甲酸乙二醇酯醇解

以Fe_3O_4为磁性基质,采用液相共沉淀法制备磁性固体碱催化剂Fe_3O_4/Ni O,并用于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的醇解反应。以催化醇解反应得到的对苯二甲酸二乙二醇酯(BHET)回收率为指标,通过响应面法优化得到催化剂合成的最佳条件,即前驱体n(Fe_3O_4)∶n[Ni(AC)_2]=1∶3.94,反应时间1.67 h,催化剂煅烧时间2.01 h,煅烧温度600℃。以最优条件制备的催化剂在乙二醇介质,反应温度195℃,降解反应时间4 h,催化剂用量为PET质量的2.0%的条件下进行醇解反应,BHET回收率达到81.47%。采用XRD、BET和SEM对催化剂进行表征,结果表明:催化剂具有片状结构,比表面积较大,降解产物是BHET。     

戊二醛的合成研究

用w (过氧化氢 ) =30 %的水溶液一步催化氧化环戊烯合成戊二醛 ,讨论了催化剂质量分数、反应温度、时间、溶剂种类的改变对戊二醛产率的影响规律 ,结果表明 :在以钨酸 -硼酐 (质量比为 3∶2 )为催化剂 ,质量分数为 0 5 34 % (相对于反应物总质量 ) ,n (过氧化氢 )∶n (环戊烯 )=2∶1 ,反应温度 35℃ ,反应时间 2 2h的优化工艺条件下 ,叔丁醇、异丙醇、正丁醇 3种溶剂体系下得到最高收率分别为 6 2 5 % ,6 3 7% ,5 6 2 %。     

一种由甘油合成1,3-丙二醇的路线研究

以甘油为原料经氯代、环化、加氢反应3步合成了1,3-丙二醇。较优的反应条件为:氯代反应在醋酸(质量分数为6%)为催化剂、温度90℃反应3.5 h;环化反应在n(3-氯-1,2-丙二醇)∶n(氢氧化钠)=1∶1、氢氧化钠的质量分数为40%、温度为0℃反应1.5 h;加氢反应在钴-氧化镁/硅胶作催化剂、n(氢气)∶n(环氧丙醇)=10∶1、环氧丙醇的质量分数为20%、温度为100~150℃反应4 h;1,3丙二醇的总产率可达58.6%。     

CLY纳米催化剂催化α-蒎烯合成龙脑

对CLY纳米催化剂催化α 蒎烯酯化-皂化法合成龙脑进行了研究。首先α 蒎烯和无水草酸在CLY纳米催化剂作用下发生酯化反应生成草酸龙脑酯;然后加入氢氧化钠溶液发生皂化反应,水蒸气蒸馏收集龙脑。酯化反应时间为 6h,采用程序升温方式(65℃ 1h, 75℃ 4h, 90℃ 1h),原料最佳配比n(α 蒎烯)∶n(草酸) =1∶0 4。皂化反应并收集龙脑约 1h,n(草酸龙脑酯)∶n(氢氧化钠) =1∶5。在上述反应条件下,当CLY2催化剂质量为α 蒎烯质量的 6%时,龙脑产率 93 3%,m(正龙脑)∶m(异龙脑) =29 1∶62 3;当CLY4催化剂质量为α 蒎烯质量的 2%时,产率为 46 0%,m(正龙脑)∶m(异龙脑) =70 5∶7 3,通过柱层析分离可获得质量分数为 98 9%的正龙脑。催化剂经 5次再生使用,产率仅下降 8 7%,而产品中正龙脑质量分数上升 2 2%,可见催化剂经再生可重复使用。     

乙二醇双子琥珀酸2-乙基丁基酯磺酸钠的合成及性能

采用碳基固体酸作酯化反应催化剂于常压下反应的方法合成了乙二醇双子琥珀酸2-乙基丁基酯磺酸钠,酯化反应无需有机溶剂,磺化反应不外加相转移催化剂。最佳工艺条件为:单酯化反应,n(乙二醇)∶n(顺酐)=1.00∶2.10,催化剂碳基固体酸用量为顺酐质量的2%,100℃反应4.7 h,酯化率99.21%(质量分数);双酯化反应,n(2-乙基-1-丁醇)∶n(顺酐)=1.30∶1.00,于210℃反应1 h,酯化率95.17%(质量分数);磺化反应,n(亚硫酸氢钠)∶n(顺酐)=1.05∶1.00,于120℃反应1 h,磺化率100.65%(质量分数)。对产物结构进行了IR和1HNMR光谱表征,对产物性能进行了测定:CMC为2.99×10-3mol/L,γCMC为27.96 mN/m,乳化力4.35 min,渗透力为11.6 s,耐硬水力为13.3 min。     

脱铝丝光沸石催化乙醇胺合成哌嗪的研究

以乙醇胺(MEA)为原料,以脱铝丝光沸石分子筛为催化剂,采用气固相常压催化合成哌嗪。以气相色谱内标法进行定量分析,考察反应温度、n(MEA)∶n(NH3)、质量空速、含水质量分数对反应的影响,确定了哌嗪合成的最佳条件:反应温度为340℃,n(MEA)∶n(NH3)=1∶0.7,质量空速为0.3554 h-1,含水质量分数为50%时,哌嗪转化率为70%,收率为16%,选择性为25%。     

常压催化胺化制取聚醚胺反应的研究

为克服常规制备聚醚胺需要高温、高压等苛刻反应条件的不足,制备了一种Pd-Mg-Ba/r-Al_2O_3型催化剂,探索了聚醚在常压下催化胺化的可行性。主要考察了催化剂活性组分质量分数、反应温度、氢气用量、氨气用量、进料速率对胺化反应的影响。确立了反应合适条件为:催化剂组成Pd(0.5%)-Mg(2%)-Ba(2%)/r-Al_2O_3,反应温度为200℃,氨气、氢气用量为n(聚醚)∶n(NH3)∶n(H2)=1∶8∶8,反应空速为0.3 h-1。同时,利用核磁共振波谱及化学分析对产品结构及性质进行了分析。结果表明,该常压工艺为后续工业常压生产提供重要依据。     

固体超强酸SO2-4/TiO2/La3+催化合成二甲基丙烯酸丁二醇酯

以自制稀土改性固体超强酸SO2-4/TiO2/La3+为催化剂,高效合成了二甲基丙烯酸丁二醇酯.比较了不同催化剂的催化活性,并考察了固体酸的制备条件及酯化反应条件对催化活性的影响,得到最佳合成条件为:SO2-4/TiO2/La3+于500 ℃下活化3 h,n(酸)∶n(醇)=2.8∶1,阻聚剂、催化剂质量分数分别为1.0%和1.2%,反应温度维持在120 ℃左右反应2 h左右,酯化率可达92.0%.     

锌基催化剂制备及其催化合成碳酸丙烯酯

通过尿素沉淀法制备了以锌基为主要活性组分的不同的复合型氧化物催化剂,考察了尿素与1,2-丙二醇(PG)合成碳酸丙烯酯(PC)反应的催化性能。用XRD,SEM,BET,CO2-TPD对催化剂进行了表征。结果表明,催化剂的强碱性位数量可能是影响催化活性的关键因素,在此基础上推出碱催化机理:较强的碱强度有利于降低中间产物羟丙基氨基甲酸酯(HPC)转化为PC的活化能。在反应温度170℃,反应时间1 h,PG/尿素摩尔比1.5,0.6 g催化剂(占尿素质量的2%),反应压力3.99×104Pa的条件下,PC收率高达99.8%。n(锌)∶n(镁)=1∶4,催化剂经过5次再生,PC收率降低了2.2%。     

改性铝碳酸镁催化制备亚茴香基丙酮的研究

采用共沉淀法制备改性铝碳酸镁,通过BET、XRD、FT-IR和SEM对催化剂进行表征。研究了n(Na OH)∶n(Na_2CO_3)及超声波处理等对改性铝碳酸镁催化活性的影响。结果表明,n(Mg)∶n(Al)=3∶1,n(Na OH)∶n(Na_2CO_3)=1∶1,超声波辅助共沉淀,焙烧制得的改性铝碳酸镁对大茴香醛与丙酮的缩合反应具有较好的催化活性与选择性;对改性铝碳酸镁催化下大茴香醛与丙酮经缩合反应合成亚茴香基丙酮的工艺进行研究,得到最佳的工艺条件为:催化剂质量分数为6%,反应温度为60℃,反应时间为10 h,n(丙酮)∶n(大茴香醛)=9∶1,在此条件下,大茴香醛转化率为99.69%,亚茴香基丙酮收率为97.50%。     

相转移催化法合成3,4-二甲氧基苯甲醛

采用3 甲氧基 4 羟基苯甲醛(香兰素)和硫酸二甲酯为原料,甲苯为溶剂,十二烷基三甲基氯化铵为相转移催化剂,对3,4 二甲氧基苯甲醛的合成反应进行了研究。在反应温度为70～80℃,n(香兰素)∶n(硫酸二甲酯)∶n(NaOH)∶n(催化剂)=1∶1 5∶2 2∶0 03的较佳工艺条件下,产品收率≥95%,产品质量分数≥99 5%。     

基于响应面法探究巴比妥酸的合成及优化

以尿素和丙二酸二甲酯为原料在甲醇钠催化剂的作用下合成了巴比妥酸,并通过单因素和响应面法对合成工艺进行了优化,优化工艺条件为:反应时间2 h,反应温度69℃,甲醇钠浓度15%, n(丙二酸二甲酯)∶n (尿素)∶n (甲醇钠)=1.0∶1.2∶1.2。在此工艺条件下,巴比妥酸收率为84.5%,产品纯度在99%以上。     

煤气化粗酚中低级酚的分离研究

针对煤气化粗酚组成特点设计并搭建了粗酚预处理装置(1~#塔)和苯酚与甲酚分离装置(2~#塔),同时进行了物料衡算。实验考察了回流比R对产品质量的影响。结果表明,当R=5~7时,可回收约75%、质量分数高达99.8%的苯酚;当R=9~10时,获得甲酚质量分数87%的产品,回收率约为57%。然后以甲酚为原料,采用单因素实验考察了主要工艺参数对尿素络合法分离3-甲基苯酚的质量分数及回收率的影响。结果表明,在n(尿素)∶n(3-甲基苯酚)=1.43∶1,V(溶剂)∶V(混酚)=3.5∶1,络合反应温度为90℃,反应时间60 min和终止析出温度为-15℃,结晶时间100 min条件下,3-甲基苯酚回收率约为55%,质量分数达97%以上。最后,采用溴化钙络合法调节尿素络合法获得的滤液中3-甲基苯酚和4-甲基苯酚的比例2∶1,以循环采用尿素络合法提高3-甲基苯酚的回收率。结果显示,当n(Ca Br2)∶n(4-甲基苯酚)=0.6∶1,反应6 h时,最终可使3-甲基苯酚的总回收率提高至70%。     

双丙酮丙烯酰胺的合成

以丙酮和丙烯腈为原料,浓硫酸为催化剂,合成双丙酮丙烯酰胺(DAAM),确定较优条件为反应时间5h,反应温度55℃,n(丙酮)∶n(丙烯腈)∶n(浓硫酸)=2.4∶1∶2.4,阻聚剂的用量为丙酮质量的0.5%。对分离精制过程中的碱液洗涤过程进行了优化,确定较佳条件为碱液质量分数20%,碱液用量30mL,碱洗时间60min。在上述条件下反应得到的产品的收率约为65%,产品质量分数达99.3%,熔点54~56℃。采用FT-IR与1 HNMR对产物结构进行了表征。     

尿素和苯酚直接合成水杨酰胺

以CaO、MgO、La2O3、Al2O3、ZrO2等5种金属氧化物为催化剂,以尿素和苯酚为原料直接合成了水杨酰胺。在相同条件下,发现MgO对该反应的催化性能最佳。考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、原料配比等因素对水杨酰胺收率的影响,最佳反应条件为:反应温度245℃,反应时间12h,MgO的用量0.2g,n(苯酚)∶n(尿素)=15∶1,水杨酰胺的收率达45.1%。     

磁性纳米SO_4~(2-)/Fe_3O_4-ZrO_2固体超强酸催化合成己二酸二正辛酯

利用磁性对纳米固体超强酸组合,制备出磁性纳米SO42-/Fe3O4-ZrO2固体超强酸催化剂,并用TEM、IR、Ham-m ett指示剂检测磁性纳米固体超强酸催化剂性能。将其用于己二酸二正辛酯(DOA)的合成反应中。得到最佳反应条件为负压下,反应温度155℃,n(正辛醇)∶n(己二酸)=3.2∶1,反应时间2 h,w(催化剂)=1.5%,己二酸的转化率达99%。利用催化剂的磁性可将纳米颗粒催化剂迅速分离,回收率达93.8%,并能重复使用。     

(CaO-MgO)@Fe3O4/C磁性固体碱催化甘油制备碳酸甘油酯

以活性炭、尿素和FeCl_3·6H_2O为原料得到Fe(OH)3,通过N2气氛还原得到磁核Fe_3O_4/C,随后将其置于CaCl_2与MgCl_2·6H2O溶液中超声分散,通过共沉淀法得到前驱体,焙烧制得磁性非均相固体碱催化剂(CaOMgO)@Fe_3O_4/C。对磁性非均相固体碱催化剂〔(CaO-MgO)@Fe_3O_4/C〕进行了磁滞回线、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、CO_2-TPD及N_2的吸附-脱附(BET)测试。结果表明,CaO-MgO均匀地分散在磁核Fe_3O_4/C表面,催化剂在700℃有个强峰,具有较强的碱强度,磁化强度为23.8 emu/g,显示出较好的磁性。以碳酸二甲酯与甘油制备碳酸甘油酯作为探针反应,考察了(CaO-MgO)@Fe_3O_4/C催化剂的催化性能,得到在温度为85℃,n(碳酸二甲酯)∶n(甘油)=5∶1,催化剂用量为甘油质量的3%,反应时间为1 h的条件下,碳酸甘油酯的收率达到98.80%,甘油的转化率达到99.48%。催化剂重复使用6次后,碳酸甘油酯的收率为94.45%。