Diels-Alder反应制备三环戊二烯的溶剂效应

考察了溶剂效应对Diels-Alder反应制备三环戊二烯（TCPD）的影响,反应在120～150℃进行。结果袁明,温度对聚合反应影响最大,压力影响在较低温度（130℃）条件下较为显著。不同溶剂的使用不仅影响反应转化率、收率,同时改变产物组成;在实验反应温度范围内,产物中没有高聚物生成,反应选择性好。     

高密度燃料三环戊二烯加氢反应历程

三环戊二烯(TCPD)的加氢产物是具有重要应用价值的高密度碳氢燃料,本文对三环戊二烯的加氢反应过程进行了研究。采用气质联用、红外光谱和核磁共振对加氢产物进行表征,发现在加氢反应中TCPD的降冰片烯(NB)双键首先被饱和,生成中间产物 12,13-二氢三环戊二烯(12,13-DHTCPD),残留的环戊烯 (CP)双键需要在更高的温度和氢压下反应生成四氢三环戊二烯(THTCPD),即反应按照TCPD→12,13-DHTCPD→THTCPD的途径进行。利用密度泛函理论中的B3LYP/6-31G*方法对加氢过程进行模拟,证实TCPD中NB双键比CP双键更活泼,反应活性更高,并且NB双键加氢产物比CP双键加氢产物在热力学上更稳定,因此反应中NB双键优先反应,从理论上证实了实验结果。研究为三环戊二烯的两段加氢工艺提供了理论依据。     

沸石催化剂上四氢双环戊二烯催化异构

四氢双环戊二烯(TCD)在Y、β、ZSM-5与MOR沸石催化剂上的异构化反应表明，Y沸石具有更高的催化活性。TCD在Y沸石异构化中，endo构型的TCD在180～220℃可以转化为exo构型的TCD,选择性超过95%,但反应产物中并未检测到金刚烷；在相同的温度区间exo构型TCD却不能异构化为endo构型TCD。相对于常规的Y沸石，小晶粒Y沸石表现出更高的催化活性，在260℃与0.5 MPa下，exo-TCD的转化率由10.5%提高到37.9%。经离子交换方法得到的La改性Y沸石，催化活性略有下降，但催化剂的稳定性明显提高，经过6次使用后，反应物转化率为22.1%,金刚烷的选择性仍保持在50%以上；再生后的催化剂与新鲜催化剂的性能接近。     

神华上湾煤恒温阶段直接液化反应动力学

为考察神华上湾煤的直接液化性能及反应动力学,以加氢蒽油-洗油混合油作为溶剂、负载型FeOOH作为催化剂,在0.01 t·d^-1煤直接液化连续实验装置上考察了不同反应温度（435~465℃）、不同停留时间（7~110 min）下液化产品组成的演变规律。研究发现,随着煤的裂解及加氢反应的进行,煤及沥青类物质（PAA）收率不断减小,重质液化产物逐步向轻质液化产物转化。当反应温度为455℃、停留时间为90 min时,煤转化率为90.41%（质量分数（,油收率为61.28%（质量分数（。随着反应条件进一步苛刻,油收率下降。基于上湾煤直接液化反应特性及其产物收率变化规律建立了11集总煤直接液化反应动力学候选模型,以BFGS优化算法对实验数据搜索、选优,确定了动力学模型参数。检验结果表明所建立的动力学模型可用于恒温阶段直接液化行为的模拟计算。     

二氧化碳协助强化对二甲苯氧化的连续过程实验与模拟

利用连续实验装置考察了气相CO₂浓度和反应温度对PX氧化反应的影响,并通过反应器建模对连续实验过程进行了模拟计算。研究结果表明,当气相CO₂浓度介于40%～60%时,CO₂能显著提高反应器出口PX转化率以及主产物收率,并且可以降低液相中主要杂质的含量;温度高于192℃后对反应器出口指标的影响比低温时明显。本文建立的全混流反应器模型能够预测气相CO₂含量以及温度等不同反应条件下氧化反应器出口的PX转化率、主产物收率以及液相主要杂质随停留时间的变化。相关研究结果可为当前工业PX氧化过程效率提高以及节能降耗提供新的思路。     

维生素B6合成中的Diels-Alder反应及重排机理研究

4-甲基-5-乙氧基噁唑与2-正丙基-4,7-二氢-1,3-二氧七环之间的Diels-Alder反应是合成维生素B6传统工艺的关键反应,加成物经过重排即生成维生素B6的前体,经水解脱保护后再成盐即制得维生素B6相关酸加成盐。文章通过分离纯化并鉴定加成反应产物及后续重排反应的中间体,对加成反应的exo/endo选择性及重排反应的机理过程进行了讨论,这些结果将被用于对exo/endo选择性和反应体系收率影响进行研究。     

华北C4液化气芳构化的研究

以华北C₄液化气和华北C₄液化气与中国石油兰州石化公司炼油厂FCC汽油为原料，采用小型固定流化床为芳构化反应装置，考察了反应温度和空速对华北C₄液化气芳构化产物收率、转化率、马达法辛烷值、研究法辛烷值、液体产品组成的影响规律和华北C₄液化气与中国石油兰州石化公司炼油厂FCC汽油的不同进料形式对芳构化反应的影响。实验结果表明，随反应温度的升高，干气、液化气和焦炭收率呈上升趋势，而汽油和柴油收率呈下降趋势，液体产物的马达法辛烷值和研究法辛烷值随反应温度的升高先增大后减小，当温度为430 ℃时，马达法辛烷值和研究法辛烷值存在最大值；随着空速的增加，干气和液化气的收率逐渐增加，而汽油、柴油和焦炭的收率呈缓慢下降的趋势；华北C4液化气的转化率均在97%以上，且随空速的升高而逐渐增加；液体产物的马达法辛烷值和研究法辛烷值随空速的升高先增加后减少，在空速（1～9） h^－1内存在最大值。华北C₄液化气芳构化实验室内的最佳操作条件：反应温度（430～450） ℃，空速（3～5） h^－1。对于华北C₄液化气与中国石油兰州石化公司炼油厂FCC汽油混炼而言，先通入汽油后通入液化气的汽油和柴油收率和液体中的芳烃含量明显高于液化气和汽油同时进料和先通入液化气后通入汽油。     

三环戊二烯的合成研究

以双环戊二烯(DCPD)为原料,在高温下与解聚生成的环戊二烯(CPD)发生Diels-Alder双烯加成反应,制备非晶型环烯烃(COC)光学材料单体三环戊二烯(TCPD)。考察了反应温度、压力和时间对加成反应的影响,确定较佳的工艺条件为:反应温度150℃,反应压力0.2 MPa,反应时间6 h。在此条件下,TCPD产品收率为82.5%(以原料DCPD计),质量分数为99.5%[面积归一化法(GC)]。产物结构经过~1H NMR和MS表征。     

合成甲醇铜基催化剂反应条件的研究

本文叙述了反应条件对合成甲醇铜基催化剂活性(时空收率和 CO 转化率)的影响.时空收率和 CO 转化率均随反应压力的升高而增加;在一定空速范围内,时空收率随空速增大而增加,而CO 转化率随空速的增大而降低;反应温度为250℃时,时空收率和 CO 转化率均达最高值.     

反应温度对催化裂化汽油芳构化的研究

以中国石油兰州炼油石化公司催化汽油为原料,采用小型固定流化床为芳构化反应装置,考察了反应温度对芳构化产物收率、转化率、马达法和研究法辛烷值、气体产品组成和液体产品组成的影响规律。实验结果表明,随着反应温度的升高,干气、液化气和焦炭收率呈上升趋势,而汽油和柴油收率呈下降趋势,FCC汽油的转化率都在94%左右,且随反应温度的升高先增大后减小;乙烯、丙烯、丁烯、乙烯和总低碳烯烃收率单调增加,而乙烯、丙烯、丁烯、乙烯和丙烯和总低碳烯烃收率的增加幅度各不相同;异构烷烃和烯烃收率随着反应温度的升高逐渐减少,而芳烃的收率和选择性随着反应温度的升高逐渐增加,正构烷烃和环烷烃的收率随着温度的增加先增加后减少。     

Beta分子筛催化桥式双环戊二烯异构研究

采用Hβ分子筛为催化剂,在液相体系中将桥式双环戊二烯(endo-DCPD)异构为挂式双环戊二烯(exo-DCPD)。无催化剂时双环戊二烯主要发生聚合反应,加入催化剂后生成了大量exo-DCPD。在分子筛表面沉积SiO2可提高反应选择性,说明异构反应发生在分子筛孔道内,而外表面主要引发聚合副反应。低n(硅)/n(铝)的分子筛含有大量强度较弱的Lewis酸性位,在异构反应中的活性最高,说明弱酸性位是异构的活性中心。对分子筛焙烧温度考察发现,焙烧温度过低时分子筛的L酸位较少,温度过高时L酸变强而且结晶度急剧下降,500 ℃焙烧的分子筛异构化性能最佳,证明分子筛异构是孔结构和弱L酸性中心协同作用的结果。     

Product distribution of tricyclopentadiene from cycloaddition of dicyclopentadiene and cyclopentadiene: A theoretical and experimental study

Tricyclopentadiene (TCPD), product of dicyclopentadiene (DCPD)/cyclopentadiene (CPD) cycloaddition, is a promising candidate as high-energy-density fuel. Thermal [4 + 2] cycloaddition of DCPD and CPD was simulated using M05-2X/6-311G(d,p) to predict the product distribution. There are four concerted but slightly asynchronous pathways leading to four adducts for endo-DCPD/CPD and exo-DCPD/CPD additions, respectively. The pathways connecting endo-adduct are kinetically preferred compared with those connecting exo-adduct. NB-adducts show higher stability than corresponding CP-adducts. Moreover, exo-isomers are more stable for CP-adducts, but the tendency is inverse for NB-adducts. The predicted product preference is NB-endo > CP-endo > CP-exo > NB-exo. Experiment shows product composition of NB-endo:CP-endo = 7.32:1 and NB-endo:CP-endo:CP-exo = 3.79:1:0.1 for thermal endo-DCPD/CPD and exo-DCPD/CPD additions, respectively, consistent with the predicted result. However, catalytic reaction gives completely different distribution, in which [4 + 2] NB-exo and CP-exo, along with at least 21.6% [2 + 2] adducts, are formed.     

Rh/SiO2催化剂上双环戊二烯氢甲酰化

采用浸渍法制备了SiO₂低负载量的铑催化剂Rh/SiO₂。研究以三苯基膦为配体的Rh/SiO₂催化剂对双环戊二烯氢甲酰化合成三环癸烷不饱和单醛的催化性能及其影响因素。结果表明,Rh/SiO₂催化剂对双环戊二烯氢甲酰化具有良好的催化作用,双环戊二烯合成三环癸烷不饱和单醛选择性超过99%。双环戊二烯氢甲酰化过程与催化剂用量、三苯基膦浓度、反应压力和反应温度有关。反应过程中存在一定诱导期,随着压力增加,诱导期逐渐缩短;增加催化剂用量和三苯基膦浓度有利于提高双环戊二烯转化率和三环癸烷不饱和单醛收率;升高温度虽然有利于双环戊二烯转化,却降低了三环癸烷不饱和单醛选择性。当催化剂与双环戊二烯质量比为1∶25、三苯基膦浓度10.0 g·L^－1、负载铑质量分数1‰、反应温度110 ℃、反应压力3.0 MPa和反应时间240 min时,双环戊二烯转化率超过99%,三环癸烷不饱和单醛选择性超过99%。     

反应条件对SANC-08丙烯腈催化剂活性的影响

通过对反应工艺条件的研究,得出了SANC-08催化剂实验室的最佳工艺条件：反应温度（425～445） ℃,压力（0.082～0.14） MPa,n(空气)∶n(丙烯)=9.0～10.0、n(氨气)∶n(丙烯)=1.15～1.30、空速（0.060～0.090） h^-1。催化剂在较宽的工艺条件范围,具有丙烯腈收率高、氨转化率高、丙烯选择性好、反应温度低且可在低n(空气)∶n(丙烯)和高空速下运行等特点。     

Dehydrogenation of methanol to methyl formate: deuterium labeling studies

Different synthetic AlPO₄ systems are effective yet mild acid catalysts for the heterogeneous cycloaddition reaction of cyclopentadiene with (-)-menthyl acrylate. The reaction proceeds selectively under mild conditions and in a relatively short reaction time with an almost total conversion, a high endo/exo ratio, and a reasonable asymmetric induction. When the reactions are carried out without solvent, some correlations are obtained between the number of acid sites, titrated with pyridine, and reaction yields, endo/exo and diastereofacial selectivities. The positive influence of surface area of catalysts is also determined. However, the lack of good correlations between reaction results and surface properties of the catalysts indicates the influence of some other factors.     

双环戊二烯改性不饱和聚酯树脂的影响因素

叙述了双环戊二烯（ DCPD）改性不饱和聚酯树脂（ UPR）的技术,讨论了投料顺序、原料比、 DCPD纯度、反应温度对产品性能的影响,通过实验发现最大影响因素是DCPD／MA的比,其次是反应温度,投料顺序影响树脂的活性, DCPD纯度对树脂性能基本没有影响。确定了合成最佳工艺条件： AM／PM比应该大于1, DCPD／AM＝0．5～0．6,反应温度为200℃。     

Fe3O4负载催化剂上双环戊二烯氢甲酰化

采用共沉淀法制备系列铁磁性氧化物负载的钴、铑及钴铑双金属催化剂。研究以三苯基膦改性的Co/Fe₃O₄、Rh/Fe₃O₄和Co-Rh/Fe₃O₄催化剂对双环戊二烯氢甲酰化合成三环癸烷二甲醛的催化性能,并对催化剂进行XRD、FT-IR和TPR等表征。结果表明,Co-Rh/Fe₃O₄催化剂对双环戊二烯氢甲酰化合成三环癸烷二甲醛具有最高的选择性。双环戊二烯氢甲酰化合成三环癸烷二甲醛的过程与反应压力、催化剂与双环戊二烯的质量比、反应温度和溶剂的种类有关。增加催化剂与双环戊二烯质量比和升高温度及压力有利于双环戊二烯的转化和三环癸烷二甲醛选择性,采用极性相对较小的溶剂有利于三环癸烷二甲醛的形成。催化剂重复使用5次,催化活性几乎不变。 在催化剂与双环戊二烯质量比为2∶15、Rh的负载量为1∶100、反应温度140 ℃、反应压力7 MPa和反应时间5 h条件下,双环戊二烯转化率达99%以上,三环癸烷二甲醛选择性达60%以上,进一步延长反应时间至12 h,三环癸烷二甲醛选择性超过90%。     

微管反应器中硝基氯苯的连续合成

芳香族化合物的硝化是快速、强放热反应,采用连续硝化工艺可降低间歇操作可能引起的潜在风险。本文采用可视化方法和计算流体力学（CFD）模拟研究微管内流动状况的基础上,在体积为10mL的微管反应器中进行了氯苯连续硝化反应,探究了停留时间、温度、混酸比（硝酸与硫酸的摩尔比）、相比（硝酸与氯苯的摩尔比）对反应转化率、收率、产物邻对比和选择性的影响。结果表明,氯苯和混酸两相在内径为1mm的微通道内呈现出的Taylor流流型可以强化传质传热的效率,提高宏观反应速率。在停留时间为8min、温度80℃、混酸比=1∶1.5、相比=1∶1时,产物中邻对比在0.7~0.8之间,氯苯单程转化率为81.24%,一硝基氯苯的选择性为93.77%。采用连续硝化后,反应停留时间大幅降低,一硝基氯苯的邻对比明显提高。相比于传统釜式工艺,微管反应器内连续硝化更加安全、高效。     

双环戊二烯石油树脂的合成研究

以双环戊二烯(DCPD)为原料,采用热聚合方法得到粗DCPD石油树脂,然后采用固定床反应装置对粗DCPD石油树脂进行加氢研究,以得到热稳定性优良的加氢石油树脂。确定了热聚合最佳工艺条件:m(双环戊二烯)∶m(环己烷)=1∶1,反应温度为270～275℃,反应时间6～8h,粗品色度(Gardner)10#～12#,软化点为130℃;采用钯催化剂考察了加氢过程中各种工艺参数的影响,最佳工艺条件为∶w(DCPD石油树脂)=20%～25%,反应温度280～290℃,反应压力(5.0～6.0)MPa,空速0.5h-1,V(氢)∶V(油)=300∶1,得到的DCPD加氢石油树脂色度(Gardner)1#,软化点125℃。     

正己烷在HZSM-5分子筛上的催化裂解研究

为筛选反应活性和烯烃选择性相对较高的催化剂用于研究吸热型碳氢燃料的催化裂解,以正己烷的催化裂解作为探针反应,探讨其在不同硅铝物质的量比HZSM-5［n(Si)∶n(Al)=25、36、100］分子筛上催化裂解的反应活性和产物分布。结果表明,正己烷在HZSM-5分子筛上的裂解转化率随温度的升高和分子筛中硅铝物质的量比的减小而增大;裂解产物中乙烯、丙烯和总烯烃的选择性均随裂解温度的升高和分子筛中硅铝物质的量比的增加而增加,在（300~550） ℃,HZSM-5［n（Si)∶n(Al)=36］上的总烯烃收率最高,芳烃含量随分子筛中硅铝物质的量比的增加而减小;基于裂解转化率、烯烃和芳烃收率等因素综合考虑,HZSM-5 n(Si)∶n(Al)=36］分子筛为优选催化剂。