硫酸催化新戊基多元醇脂肪酸酯化反应行为研究

比较了Brtinsted酸,包括硫酸、磷酸、对甲苯磺酸,催化季戊四醇与脂肪酸的酯化反应行为,结果表明,硫酸催化酯化反应速率最快,能有效催化不同类型的新戊基多元醇与脂肪酸的酯化反应,羟基转化率达到98%以上.研究了硫酸催化条件下新戊基多元醇脂肪酸酯化反应动力学行为,结果表明,酯化反应速率明显受到空间位阻效应的影响,提高催化剂用量和升高反应温度,能有效提高酯化速率,催化剂用量0.25%～0.50%、反应温度185～190 ℃为适宜的控制范围;硫酸催化酯化反应过程中,存在明显的非酯化催化反应,不能得到低硫含量的酯.硫酸催化酯化反应机理遵循"中间产物为烷基化硫酸"模型.     

连续催化精馏合成己二酸二甲酯

以己二酸和甲醇为原料、耐温阳离子树脂为催化剂,采用自催化预酯化和连续催化精馏组合工艺合成己二酸二甲酯,考察了预酯化和连续酯化反应的反应温度、反应时间、醇酸摩尔比等因素对己二酸转化率和己二酸二甲酯选择性的影响。实验结果表明,在醇酸摩尔比3、反应温度140℃、饱和蒸汽压、反应时间60 min的最佳预酯化反应条件下,己二酸转化率达95.6%。连续催化精馏最佳工艺条件为反应温度95℃,醇酸摩尔比15,己二酸进料LHSV=0.7 h~(-1),在此条件下,经过2 000h的连续运转,己二酸平均转化率为99.76%,己二酸二甲酯选择性为99.99%。     

Ce/USY分子筛催化苯酚甲醇烷基化

采用浸渍法对USY分子筛进行了Ce改性,在小型固定床反应装置进行了催化苯酚甲醇烷基化实验研究,考察了USY分子筛Ce的负载量、反应温度、醇酚比、反应空速对催化反应的影响。结果表明,Ce负载量为10%,反应温度440℃、液态空速3.0h~(-1)、苯酚与甲醇的摩尔比为1∶4,苯酚转化率58.22%,邻甲酚选择性49.11%,Ce改性提高了USY分子筛催化活性以及邻甲酚的选择性。     

磷钼杂多酸催化油酸与醇酯化反应合成脂肪酸酯的研究

合成几种磷钼酸盐催化剂,并对其进行XRD和TG表征。考察磷钼酸盐催化剂的种类、催化剂焙烧温度、催化剂的用量、酸醇摩尔比、反应温度、反应时间对油酸与甲醇酯化反应转化率的影响。结果表明：以磷钼酸锡为催化剂,在n（油酸）: n（甲醇）=1:8、催化剂用量为油酸质量的4%、回流温度（68±1）℃下反应6 h,油酸与甲醇酯化反应的转化率达到95.4%。磷钼酸锡催化剂易回收,最少可重复使用5次。在上述条件下考察磷钼酸锡催化不同脂肪酸和不同醇的酯化反应的活性,结果表明：当醇的碳链增加时,其酯化反应的转化率减小;当脂肪酸的碳链增加时,其酯化反应的转化率仅略有减小。     

过氧化氢异丙苯催化加氢法制备二甲基苄醇

采用浸渍法制备了负载Pd和Pt的HPC-1催化剂,并用X射线衍射和扫描电子显微镜等手段对催化剂进行了表征;同时分别在间歇式反应釜和固定床连续反应器中对过氧化氢异丙苯(CHP)催化加氢制备二甲基苄醇(DMPC)的反应活性进行了评价。实验结果表明,HPC-1催化剂中活性金属Pd和Pt以无定形非晶态形式负载于载体上;在优化的反应工艺(反应温度68℃、反应压力0.5MPa、液态空速2.0h-1、氢气流量150mL/min)条件下,无论是在间歇式反应釜内还是在固定床反应器内,CHP的转化率均大于99%,DMPC的选择性均大于97%,达到了现有硫化碱还原CHP制备DMPC工艺的水平;建立了反应温度为68℃时CHP在固定床反应器内进行催化加氢反应的宏观反应动力学模型,运用非线性最小二乘法计算得到该模型的反应级数为0.79,且CHP含量的计算值与实验值相吻合。     

磺化分子筛固定床合成1-萘乙酸甲酯的研究

实验以甲醇与1-萘乙酸先预酯化,再将预酯化液在262-磺化分子筛固定床反应器中高温酯化工艺合成1-萘乙酸甲酯。考察了高温酯化反应的影响因素。最佳高温酯化条件为:预酯化液的酸值(KOH)为60mg/g,甲醇与1-萘乙酸的质量比为0.5,反应温度为95℃,反应物流量为0.9mL/min,总酯化率达99.0%以上。催化剂循环使用11次,表现出优良的催化活性和稳定性。与传统工艺相比无需中和、水洗、萃取等步骤便可得到高纯度的产品。     

Zr(SO_4)_2/SiO_2固体酸催化合成生物柴油

制备了Zr(SO4)2/SiO2固体酸催化剂,并用其催化工业棕榈酸与甲醇进行酯化反应合成生物柴油,考察了催化剂制备条件(Zr(SO4)2负载量、催化剂焙烧温度、焙烧时间)及酯化反应条件(甲醇用量、催化剂用量和反应时间)对酯化率的影响,并用FTIR,TG-DTA,GC-MS等手段对催化剂和产物进行表征和分析。实验结果表明,Zr(SO4)2/SiO2固体酸催化剂在工业棕榈酸和甲醇的酯化反应中具有较高的催化活性,适宜的催化剂制备条件为:Zr(SO4)2负载量(质量分数)为60%,焙烧温度350℃,焙烧时间2h;适宜的酯化反应条件为:甲醇与棕榈酸的质量比12∶25,催化剂用量为棕榈酸质量的6%,反应时间5h。在此条件下,酯化率可达97.5%。酯化产物主要为直链十六烷酸甲酯和10-十八碳烯酸甲酯。     

加压催化合成生物柴油的酯交换反应动力学

在工业甲醇与粗菜籽油摩尔比为6:1、KOH催化剂质量分数0.5%(基于菜籽油)的条件下,在500mL高压搅拌反应釜中进行加压催化合成生物柴油的酯交换反应,研究了在反应温度高于甲醇常压沸点(64.5℃)时酯交换反应的动力学,采用最小二乘法回归实验数据,获得幂函数形式的加压催化条件下粗菜籽油与工业甲醇酯交换反应的宏观动力学模型。实验结果表明,酯交换反应的反应级数为1.86,反应活化能为23.493kJ/mol,与文献值相近,频率因子为2782min-1。F检验表明,幂函数模型与实验数据吻合良好,说明该宏观动力学模型可用于描述加压催化下粗菜籽油与工业甲醇的酯交换反应。     

Pt-Sn催化剂上异丁烷催化脱氢反应宏观动力学模型

在温度555～619℃、压力101.32～202.64 kPa、原料气空速2000～5000h~(-1)条件下,采用Pt-Sn催化剂,在积分固定床反应器中进行了异丁烷催化脱氧实验,建立了包括脱氢和裂解两个反应的异丁烷催化脱氢反应宏观动力学模型。根据实验数据,采用多元线性回归分析得到宏观动力学模型的参数,异丁烷脱氢反应的活化能约为166.78 kJ/mol,异丁烷裂解反应的活化能约为87.56 kJ/mol。统计检验结果表明,所建立的异丁烷催化脱氧反应宏观动力学模型准确可靠。     

异戊烯的醚化工艺

实验以甲醇和异戊烯为原料进行了醚化反应。比较了外循环取热固定床反应器、中间取热固定床反应器和催化蒸馏塔的的醚化效果,确定了不同反应器的优化工艺参数:固定床反应器的甲醇异戊烯摩尔比为2.0左右,外循环反应器的进口温度小于55℃,中间取热反应器的进口温度约60℃,催化蒸馏塔的塔釜甲基叔丁基醚质量分数小于25%,异戊烯总转化率大于94%。     

连续催化精馏合成丁二酸二甲酯

以丁二酸和甲醇为原料、自主开发的耐温阳离子交换树脂为催化剂,采用无催化剂连续预酯化和连续催化精馏组合工艺合成了丁二酸二甲酯。考察了丁二酸进料液态空速、原料配比、反应温度等因素对丁二酸转化率和产物选择性的影响,并考察了催化剂的稳定性。实验结果表明,耐温阳离子交换树脂催化剂的稳定性好,在反应温度为110℃、甲醇与丁二酸的摩尔比为9、丁二酸进料液态空速为0.7 h-1的条件下连续运转2 000 h,丁二酸的平均转化率为99.96%,丁二酸二甲酯的平均选择性为99.93%。FTIR表征结果显示,反应产物的FTIR谱图与丁二酸二甲酯的标准谱图基本一致。该工艺具有良好的工业应用前景。     

MAF固体碱催化剂催化合成丙二醇甲醚

研究了甲醇与环氧丙烷在固体碱催化剂MAF存在下非均相合成丙二醇甲醚的过程。在反应温度为120～130℃、催化剂用量(质量分数)为0.20%～0.30%、甲醇与环氧丙烷摩尔比为3/1～5/1的反应条件下,环氧丙烷的转化率在98％以上,丙二醇甲醚的选择性达95％,收率达93％,产品中伯醚的选择性为92％～93％。实验发现,该固体碱催化剂使用后无须任何处理,可重复使用,是一种稳定性好、选择性高的环境友好催化剂。     

酰胺水解法合成硫代磷酸三(4-氨基苯)酯

实验以对乙酰氨基酚和三氯硫磷为原料,经酯化反应合成硫代磷酸三(4-乙酰氨基苯)酯(TPTAA),讨论了反应介质、缚酸剂种类、对乙酰氨基酚与三氯硫磷的物质的量的配比、缚酸剂用量与组成等因素对TPTAA产率的影响,结果表明:在n(对乙酰氨基酚):n(三乙胺+吡啶):n(三氯硫磷)=3.10:3.80:1、n(三乙胺):n(吡啶)=1:0.02、反应温度35℃、反应时间4h条件下,TPTAA的收率可达到88.04%;再将TPTAA在酸性条件下水解得到硫代磷酸三(4-氨基苯)酯(TPTA),探讨了HCl和CH_3OH用量对产物产率的影响,得到:当n(CH_3OH):n(HCl):n(TPTAA)=2.9:6.0:1,反应温度85℃,反应时间3h时,TPTA的收率95.62%。     

二甲氧基甲烷合成反应的热力学分析

用Benson基团贡献法估算了二甲氧基甲烷的标准摩尔生成焓ΔfHmθ、标准摩尔熵Smθ和摩尔等压热容Cp,m,计算了缩醛化合成二甲氧基甲烷的标准摩尔焓变ΔrHmθ、吉布斯自由能变ΔrGmθ以及反应平衡常数K与温度T的关联式;用UNIFAC基团贡献模型关联甲醛-甲醇-水-二甲氧基甲烷四元体系液相活度系数。考察了反应温度T以及原料醇醛物质的量比M对甲醛平衡转化率Xe的影响,并与实验数据比较。本热力学分析为二甲氧基甲烷合成的实验研究及生产工艺优化提供了理论指导,并为后续聚甲氧基二甲醚的研究开发奠定了基础。     

微波辐射催化合成己二酸二甲酯的研究

研究了利用微波辐射技术,以己二酸和甲醇为原料,在硫酸氢钠催化下反应合成己二酸二甲酯的方法。考察了反应温度、微波辐射时间、催化剂用量及原料配比等对反应产率的影响,并确定优化的操作条件为:反应温度55℃、反应时间20min、醇酸摩尔比6∶1、催化剂用量4.0g,在此条件下己二酸二甲酯产率可达96%以上。     

分子筛催化合成十八碳烯酸甲酯

考察了几种液体和固体酸催化剂的酯化反应性能,筛选出合成十八碳烯酸甲酯反应性能较好的固体酸催化剂。重点讨论了催化剂的活化温度、醇酸配料比、吸水剂用量、催化剂加入量等因素对酯化反应的影响。最佳操作条件:催化剂焙烧温度400℃,反应温度120℃,醇酸摩尔比2/1,吸水剂与原料质量比1/14,反应时间2～3h,催化剂与原料质量比1/7。实验结果表明,USY712催化剂是替代液体酸合成十八碳烯酸甲酯的理想固体酸催化剂,且稳定性良好。     

Na2SiO3/Al2O3催化合成生物柴油

以Na2SiO3为活性组分、Al2O3为载体,采用浸渍法制备Na2SiO3/Al2O3负载型固体碱催化剂。以Na2SiO3/Al2O3为催化剂、以餐饮废油和甲醇为原料合成生物柴油脂肪酸甲酯,考察原料配比、催化剂用量、反应时间等因素对反应过程的影响,确定最佳反应工艺条件为：醇油摩尔比7.0、Na2SiO3/Al2O3催化剂用量为餐饮废油和甲醇总质量的9.0%、反应时间4 h,在该条件下餐饮废油的平均转化率达到95.3%。     

磷钨酸铯盐催化合成单十二烷基磷酸酯

以磷钨酸铯盐为催化剂,由月桂醇和85%(质量分数)的磷酸直接酯化合成单十二烷基磷酸酯,考察了带水剂种类、反应时间、磷钨酸铯盐催化剂中的铯取代数、催化剂用量和月桂醇与磷酸摩尔比等条件对磷酸转化率及单十二烷基磷酸酯选择性的影响。实验结果表明,以环己烷为带水剂时,磷钨酸铯盐催化该反应的活性较高,月桂醇与磷酸高选择性地合成了单十二烷基磷酸酯,其中C s2.5PW12催化剂的活性最高;当C s2.5PW12用量0.5g(占反应体系质量的0.3%)、月桂醇与磷酸摩尔比为1.00、环己烷为带水剂、86℃下反应4h时,磷酸转化率为68.5%,单十二烷基磷酸酯选择性为90.0%,且产品色泽好,呈乳白色。     

丁烯/甲醇耦合反应制乙烯、丙烯的热力学

本文通过热力学计算,得到各温度点下丁烯裂解/甲醇转化制乙烯、丙烯各反应的平衡常数和反应热,并分析了反应温度、原料组成对丁烯/甲醇耦合反应化学平衡的影响情况。计算结果表明甲醇脱水转化成烃的平衡常数非常大,远高于丁烯裂解反应;丁烯裂解的产物分布受反应温度的影响程度大于甲醇转化和丁烯/甲醇耦合反应;在甲醇反应中引入丁烯,可提高乙烯、丙烯含量及P/E（mol/mol）,还可强化升温对甲醇反应的抑制作用;耦合反应中提高原料中丁烯含量对甲醇转化有一定的促进作用,而且丁烯的裂化情况对乙烯、丙烯收率起到决定性作用,尤其是高温条件下。     

NKC-9型正离子交换树脂催化合成混合二元酸二甲酯

以强酸型正离子交换树脂(牌号为NKC-9)为催化剂,混合二元酸和甲醇为原料,经预酯化和连续酯化反应制备混合二元酸二甲酯。结果表明,预酯化最佳反应条件为:NKC-9催化剂用量(以混合二元酸计,质量分数)8%,预酯化进料甲醇/混合二元酸(摩尔比)2.3∶1.0,反应温度80~85℃,反应时间3.0 h。连续酯化最佳反应条件为:NKC-9催化剂装填量35 mL,预酯化产物进料量30~60 mL/h,甲醇进料量100~210 mL/h,连续酯化进料甲醇/剩余混合二元酸(摩尔比)大于50.0∶1.0。在此条件下,混合二元酸预酯化转化率大于70%;剩余混合二元酸的酯化转化率及总转化率分别大于91.0%,97.0%。