非均相催化法制备异山梨醇的研究现状

异山梨醇是一种用途广泛的生物基功能性材料,在食品、化妆品、医药、塑料和聚合物等领域得到了广泛的应用.工业上主要由山梨醇脱水制备异山梨醇,但脱水方向具有不确定性,副产物较多,导致生产成本偏高.而纤维素是一种廉价的生物质,可经催化制得异山梨醇.介绍了以山梨醇和纤维素为原料合成异山梨醇的反应机理及催化剂的研究进展,并对今后的...     

强酸性SnO2/SiO2催化山梨醇脱水制异山梨醇

通过硅改性的方法制备了SnO₂/SiO₂复合氧化物,经酸化后得到强酸性SnO₂/SiO₂(Sn-Si)催化剂;通过NH₃-TPD、FTIR、吡啶吸附FTIR、Raman光谱等对Sn-Si催化剂进行了表征,将催化剂用于无溶剂体系中山梨醇直接催化脱水制异山梨醇的反应,并对反应条件进行了优化;考察了SO₄^2-/Sn-Si催化剂的重复使用性,并分析了催化机理。实验结果表明,在SO₄^2-/Sn-Si催化剂用量10%(w)、150℃下反应1 h的条件下,山梨醇可完全转化,异山梨醇和1,4-失水山梨醇收率分别为73.25%和18.45%,且催化剂具有良好的重复使用性。B酸和L酸协同催化有助于抑制副反应,提高异山梨醇的收率。研究结果对异山梨醇非均相催化体系的开发及产业化应用有较好的借鉴意义。     

催化合成氯代异丙烷反应动力学研究

研究了以盐酸和异丙醇为原料 ,氯化锌为催化剂合成氯代异丙烷的工艺条件 ,并对反应动力学过程进行了分析。结果表明 :反应在适宜工艺条件下 ,氯代异丙烷的收率为 81 .6%。本征动力学方程为 r =k[Zn Cl2 ]2 .8[HCl][(CH3 ) 2 CHOH],表观反应活化能为 72 .3 1 k J/ mol,催化剂活性组分可能为 [(Zn2 Cl5) -·(H3 O) + ],反应以 SN1和 SN2并存历程进行     

负载型硅钨酸催化1,4-丁二醇环化脱水制备四氢呋喃

研究了负载型硅钨酸催化剂的载体种类、酸强度、酸量、硅钨酸与载体的结合能力对其催化1,4-丁二醇环化脱水制备四氢呋喃的影响。结果表明,以TiO2作载体的催化剂比以高岭土、硅藻土、活性炭作载体的活性高。当载体为TiO2、硅钨酸负载量大于15%、1,4-丁二醇/催化剂(质量比)=300:1时,在反应精馏系统中反应40～50min,1,4-丁二醇的转化率达98%,四氢呋喃的选择性达99%以上。     

异山梨醇基生物高分子材料的研究进展

异山梨醇(IS)是一种重要的生物基化工中间体,具有刚性分子结构和手性化学结构等特点以及无毒无害的优点,作为功能性聚合单体在高分子材料的合成或改性领域已经得到广泛关注。介绍了IS的结构特点和制备方法,综述了IS在聚醚、聚酯、聚氨酯、聚酰胺和聚碳酸酯等功能高分子材料合成和改性领域的研究进展。降低IS的生产成本以及开发合成IS基聚合物高效催化剂等新技术是实现规模化制备和应用的关键。     

氢氧化铝脱水过程的动力学研究

根据变温DSC-TGA曲线,运用Coats-Redfern方程,对某拜耳法氧化铝厂工业种分氢氧化铝的脱水过程进行动力学研究。结果表明,在温度段268.08℃~308.21℃和473.14℃~548.51℃,氢氧化铝的脱水动力学反应机理分别为三维扩散和化学反应,其表观反应速率常数分别为0.0353 s-1和0.0913 s-1,反应活化能分别为817.13kJ/mol和501.47kJ/mol。     

乙醇在催化裂化催化剂上催化脱水反应性能的研究

在小型固定流化床反应装置上使用三种不同的催化裂化催化剂进行了乙醇催化脱水制乙烯反应性能的研究，并对其反应化学及反应机理进行了初探。实验结果表明，在反应温度为360℃、进料重时空速为1.25h-1的实验条件下，A，B，C三种催化剂均表现出较好的催化脱水制乙烯反应性能，乙醇催化脱水反应的转化率均大于99%，烃类产物中乙烯体积分数均大于98%，乙烯产率均大于60%；并且催化剂C具有较好的活性稳定性。乙醇在分子筛催化剂上催化脱水反应过程遵循正碳离子机理，较好地解释了主要产物乙烯、丙烯和丙烷的生成机理。     

催化裂解反应动力学模型的建立及其应用

采用中型流化床催化裂解试验数据，分析催化裂解反应特征，建立了催化裂解反应的四集总动力模型，用参数估值方法确定模型中待定的反应动力学常数；考察不同原料油性质对反应速率的影响，确定反应动力学常数与原料油性质的关系。该模型应用结果表明，能够较好地预测不同原料在不同操作条件下的催化裂解的产品分布。     

异辛酸亚锡催化D,L-丙交酯聚合动力学

以异辛酸亚锡为催化剂,D,L-丙交酯开环聚合合成聚乳酸,研究了D,L-丙交酯聚合动力学,考察了催化剂和反应温度对聚合反应的影响,测定了聚合反应的表观活化能及聚合速率方程,并推测了反应机理。     

煤焦油在电场中的脱水动力学研究

对陕北神木中温热解煤焦油在电场中的脱水动力学进行了研究,得到了煤焦油在电场中脱水的一般规律。通过在电场中加入破乳剂,以von Smoluchowski提出的快速聚集理论为基础,建立了动力学模型,考察了外加电场的电场强度、内部水滴直径、乳化液中水相含量、脱水温度及乳状液黏度对脱水速率的影响;用Matlab软件拟合出各动力学参数,得出模型参数C1=1.35×10-3,C2=6.02×10-5。用实测数据对模型的可靠性进行了验证,模型验证显示相对误差可控制在3%左右,表明此模型对煤焦油在电场中的脱水速率具有很好的预测性,为破乳剂评价和工业化应用提供了可靠依据,具有很好的实用价值。     

氨基磺酸催化合成环己酮缩乙二醇及其动力学

以氨基磺酸为催化剂 ,环己烷为带水剂 ,以环己酮和乙二醇为原料直接合成环己酮缩乙二醇 ,并研究了其优化反应条件。该催化反应的速率方程 -dcA/dt =kAcAcB,反应活化能Ea=6 0 .6 5 6kJ/mol,反应速率常数kA=6 .44×10 6 exp (-72 5 9.6 /T) (L·mol- 1 ·min- 1 )。     

金属离子改性NaY分子筛催化乳酸脱水制丙烯酸

对乳酸脱水制取丙烯酸的热力学进行了计算,并以NaY分子筛为催化剂对乳酸脱水反应参数进行了优化;采用K+,Ba2+,La3+对NaY分子筛进行改性,并用N2物理吸附,NH3-TPD,CO2-TPD等手段对催化剂进行了表征。实验结果表明,优化的工艺条件为乳酸质量分数38%、载气N2流量30 mL/min;金属离子改性的分子筛改变了分子筛表面酸碱位点分布进而影响了催化剂的乳酸脱水性能,其中,La/NaY分子筛具有适度的酸量及最高的碱量从而呈现出优异的催化性能,在325℃时丙烯酸收率达56.3%,而NaY分子筛上丙烯酸收率只有21.6%。适当降低酸强度及酸量可提高丙烯酸收率,并可削弱乙醛的形成;而提高碱量及适度减弱碱强度可有效提高丙烯酸收率。     

石蜡催化氧化反应宏观动力学

采用玻璃鼓泡反应器,进行石蜡催化氧化反应的实验,考察了反应时间和温度对石蜡催化氧化反应的影响。将石蜡催化氧化反应过程分为氧化反应阶段和酯化反应阶段,在此基础上建立了石蜡催化氧化反应动力学模型。实验结果表明,利用皂化值为参数建立的动力学模型可较好地表征石蜡催化氧化反应动力学过程;由150,160,170℃下的实验数据回归得到氧化反应阶段的表观活化能为41.653kJ/mol,指数前因子为48022.7h-1;酯化反应阶段的表观活化能为12.970kJ/mol,指数前因子为5.401h-1。     

催化精馏法合成2-羟丙基甲醚

研究了用催化精馏工艺由环氧丙烷和甲醇合成 2 -羟丙基甲醚的方法 ,建立了动力学模型。通过AspenPlus对体系物性数据进行模拟估算。并通过过程模拟和试验对催化精馏塔的工艺条件进行研究 ,讨论了不同操作压力下单位催化剂的最大处理量、进料醇烷摩尔比、回流量与进料关键组份流量比对选择性的影响 ,确定了催化精馏塔的工艺操作条件。     

对苯二甲酸催化加氢制备1,4-环己烷二甲酸的热力学分析

采用Constantinou-Gani基团贡献法和Rozicka-Domalski基团贡献法计算了对苯二甲酸(TA)加氢制备1,4-环己烷二甲酸(CHDA)过程中可能涉及的主副产物的标准摩尔生成焓、标准摩尔蒸发焓和定压热容。在373.15~573.15 K的温度下,分别计算了TA加氢反应体系中各反应的焓变、Gibbs自由能变和平衡常数。计算结果表明,在373.15~573.15 K温度范围内,TA加氢反应以苯环加氢反应和脱羧基反应为主。TA加氢生成CHDA的反应是放热反应,低温有利于该反应的进行,而TA脱羧基生成苯甲酸的反应是吸热反应,高温有利于该反应的进行。但因低温不利于TA的溶解,综合考虑,选择TA加氢制备CHDA的反应温度为493.15~523.15 K较适宜。     

酸催化二甘醇脱水环化反应研究

以硫酸、磷钨酸、ZRP-5分子筛为催化剂,研究了二甘醇(DEG)脱水环化的反应规律。结果表明,DEG发生分子内脱水环化反应,生成1,4-二氧六环(DOX),DEG分子间脱水不仅可以生成四甘醇、六甘醇等,同时可生成三甘醇、五甘醇等一系列的多甘醇(PEG)。不仅DEG可以脱水环化生成DOX,在反应中生成的PEG也同样可以进行生成DOX的反应。对于二甘醇(DEG)脱水环化反应,硫酸是性能优良的催化剂,反应可以在较低的温度下进行,馏出产物中DOX选择性大于95％。     

4A分子筛催化稀乙醇制备乙烯

以低浓度的乙醇水溶液为原料,4A分子筛为催化剂催化乙醇脱水制备乙烯。考察了乙醇浓度、反应温度、催化剂的活化条件以及颗粒大小等对反应的影响,结果表明催化剂对低浓度、的乙醇溶液具有较高的选择性。分析了催化剂对低浓度乙醇脱水生成乙烯选择性较高的原因。     

三环芳烃菲在浆态床内的催化加氢转化及动力学研究

采用振荡式浆态床反应器研究了Ni Mo催化剂作用下的菲催化加氢行为及其动力学,考察了反应温度和氢初压对菲催化加氢反应的影响。实验结果表明,提高反应温度和氢初压均有利于菲催化加氢反应,在反应温度380℃、氢初压9 MPa、反应时间30 min的条件下,菲催化加氢转化率可达80.34%。菲催化加氢反应符合Langmuir-Hinshelwood机理,菲和H2均为分子状态吸附,催化加氢反应过程中的表面反应为控制步骤,由此推导的反应动力学方程与实验数据十分吻合,并同时用统计检验法验证了机理假设的合理性。由实验数据求得菲在浆态床内催化加氢的活化能为25.99 k J/mol。     

沥青质加氢热裂解和催化加氢裂解反应动力学与选择性

A pentane-insoluble mixture of asphaltenes was processed by thermal hydrocracking and catalytic hydrocracking over Ni-Mo/γ-Al2O3 catalyst in a microbatch reactor at 430 ℃.The experimental data of asphaltene conversion adequately fit second-order kinetics to give the apparent rate constants of 2.435×10-2 and 9.360×10-2 (wt frac)-1 min-1 for the two processes,respectively.A three-lump kinetic model is proposed to evaluate the rate constants for parallel reactions of asphaltenes producing liquid oil (k1) and gas+coke (k3),and consecutive reaction producing gas+coke (k2) from this liquid oil.The evaluated constants for asphaltenes hydrocracking,in the presence and absence of the catalyst,respectively,show that k1 is 2.430×10-2 and 9.355×10-2 (wt frac)-1 min-1,k2 is 2.426×10-2 and 6.347×10-3 min-1,and k3 is 5.416×10-5 and 4.803×10-5 (wt frac)-1 min-1.As compared with the thermal hydrocracking of asphaltenes,the catalytic hydrocracking of asphaltenes promotes liquid production and inhibits coke formation effectively.