醋酸和甘油合成三醋酸甘油酯的工艺研究

以醋酸和甘油为原料合成三醋酸甘油酯（TA）,考察了不同催化剂对酯化反应的影响,筛选出对甲苯磺酸作为酯化反应的催化剂。随后考察了对甲苯磺酸（PTSA）用量、反应时间、采水和不采水工艺以及醋酸和甘油比对该酯化反应的影响。实验结果表明,催化剂用量为甘油质量的5％,在采出水的条件下反应3．5h,反应产物中三醋酸甘油酯的含量达到96％;随着醋酸和甘油比例的提高,TA收率不断增加。     

CaO-PbO催化酯交换合成甘油碳酸酯

采用焙烧法制备了一系列混合金属氧化物催化剂,对其在碳酸二甲酯与甘油酯交换合成甘油碳酸酯反应中的催化性能进行了评价。实验结果表明,CaO-PbO催化剂的催化性能最好。同时考察了催化剂制备条件和甘油碳酸酯的合成条件对CaO-PbO催化剂催化性能的影响,确定适宜的催化剂制备条件为:以PbCO_3和CaCO_3为前体、PbCO_3与CaCO_3的质量比为1:9、焙烧温度900℃、焙烧时间为4 h。以此条件制备的CaO-PbO为催化剂,在反应温度85℃、催化剂用量(基于原料质量)1.5%、碳酸二甲酯与甘油的摩尔比3:1、反应时间90 min时,甘油转化率为98.5%,甘油碳酸酯的收率和选择性分别为97.8%和99.3%。催化剂重复实验结果表明,与CaO催化剂相比,CaO-PbO催化剂的稳定性有所提高,但仍需进一步改善。     

乙酸钴催化甘油与CO_2合成甘油碳酸酯反应研究

研究了在相同反应条件下不同乙酸盐对该反应的催化性能,发现乙酸钴的催化效果较好。最佳反应条件为:反应温度180℃、反应初始压力2.0MPa、反应时间6h、催化剂用量2.5%、乙腈与甘油的摩尔比4∶1,在此条件下,甘油的转化率为36.7%,甘油碳酸酯的收率和选择性分别为4.6%和12.5%。     

甘油葡糖苷棕榈酸酯的合成

用玉米淀粉与甘油在酸催化下反应合成甘油葡糖苷,进而与棕榈酸进行酯化反应合成了一种新型非离子表面活性剂甘油葡糖苷棕榈酸酯。考察了反应温度、甘油与糖元摩尔比、催化剂用量和反应时间等因素对转糖基反应的影响,以及催化剂、反应温度和乳化剂对酯化反应的影响。结果表明,在压力6．6kPa,甘油、糖元和催化剂三者摩尔比3．6：1：0．03,反应温度120℃,反应时间90min的条件下,淀粉转化率可达95％。以氧化锌或氢氧化钠为催化剂,其用量占反应物总质量的0．2％,加入1％．5％棕榈酸钠皂作乳化剂,在180—190℃下反应,可获得较高的酯化反应速率,酯化产物酸值小于5mgKOH／g。     

二氧化硅负载的磷钨酸催化合成苯乙醛甘油缩醛

采用溶胶-胶凝法制备了SiO2负载磷钨酸(TPA/SiO2)催化剂,以苯乙醛和甘油为原料合成了苯乙醛甘油缩醛,探讨了TPA/SiO2催化剂对合成反应的活性,研究了催化剂的焙烧温度、TPA负载量、反应时间、原料配比和催化剂用量对缩合反应的影响。实验结果表明,TPA/SiO2催化剂是合成苯乙醛甘油缩醛的良好催化剂;在TPA/SiO2催化剂的焙烧温度500℃、TPA负载量(质量分数)10%、催化剂用量0.5g、n(甘油):n(苯乙醛)=1.1、带水剂甲苯15mL、反应时间2.0h的最佳反应条件下,苯乙醛的转化率达到98.4%。TPA/SiO2催化剂的制备方法简单、催化活性高、重复使用性好,产品收率高,后处理简便,无三废排放,符合节能环保、绿色催化的发展趋势。     

甘油气相脱水制备丙烯醛催化剂的研究进展

以生物质源甘油为原料,通过甘油催化脱水制备丙烯醛是一个非常重要的生物质转化反应。综述了近年来有关甘油气相脱水制备丙烯醛催化剂的研究进展,将催化剂分为分子筛、金属氧化物和复合金属氧化物、杂多酸和磷酸盐3大类进行介绍,指出了在该反应催化剂设计方面面临的问题和挑战,展望了未来的发展趋势。     

甘油锌催化甘油酯化制备生物柴油过程研究

以棕榈酸化油为原料,开展了甘油锌催化甘油酯化制备生物柴油过程研究,考察了搅拌转速、催化剂用量、甘油用量、反应温度对脂肪酸转化率的影响,研究了工艺的可行性。实验结果表明,较优的甘油酯化反应工艺条件为：搅拌转速400 r/min、催化剂用量1.0%(w)、甘油与脂肪酸摩尔比1.1、反应温度180℃。甘油锌催化剂套用三次活性未有明显下降,且脂肪酸转化率均达到99%以上。该工艺与240℃无催化剂甘油酯化制备生物柴油工艺相比,生物柴油收率提高了3.42百分点,且生物柴油品质均符合指标要求,具有一定的优势。     

固定床中甘油催化重整制氢

以白云石为载体,采用共沉淀法制备了一系列Ni基催化剂,选取甘油作为生物质裂解油的模拟物,在固定床反应器中进行甘油重整制氢反应,探索了催化重整制氢反应条件和反应规律。采用XRD和SEM方法对催化剂进行了表征,并通过TG方法分析了催化剂的积碳情况。实验结果表明,在Ni/DM(DM表示白云石)催化剂中添加氧化物MgO或MoO3可提高催化剂的活性,有效降低碳的沉积速率。选择Ni/Mo-MgO-DM催化剂,以气体产物中H2,CO,CH4,CO2的含量为指标,考察了反应温度、水蒸气与甘油中碳的摩尔比(水碳比)和进料空速对甘油重整制氢反应的影响,获得的较佳反应条件为:反应温度650⁷00℃、水碳比8700℃、水碳比8¹0、进料空速2.410、进料空速2.4³.6 h-1。在此条件下,气体产物中H2含量能达到74%(x)以上。     

Raney-Ni催化氢解甘油制备1,2-丙二醇工艺条件的研究

以甘油为原料,Raney-Ni为催化剂甘油氢解制备1,2-丙二醇。通过单因素试验考察了各反应条件对反应结果的影响。结果表明,适宜的工艺条件为催化剂用量为甘油用量的35%,反应温度170℃,反应时间9h,反应液为甘油的水溶液,甘油质量分数80%,反应釜内氢气压力2.5MPa,搅拌速率300r/min。     

固体碱催化合成三油酸甘油酯的研究

以固体碱NaOH-γ-Al_2O_3为催化剂通过真空脱水催化甘油和油酸酯化反应合成了三油酸甘油酯。研究了反应温度、催化剂用量以及反应时间对油酸转化率的影响。结果表明,当甘油与油酸物质的量比为1∶3.3,催化剂用量为油酸质量的0.3%,反应温度230℃,反应时间6 h时,三油酸甘油酯的转化率最高,可达99.1%。     

甘油/碳酸二甲酯酯交换合成碳酸甘油酯的热力学分析

采用Benson基团贡献法计算碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甘油酯(GC)的标准摩尔生成焓、标准摩尔熵和摩尔等压热容,采用Trouton规则计算DMC和GC的蒸发焓。在此基础上,采用热力学基本公式计算得到标准状态下甘油与DMC酯交换合成GC的焓变、熵变、吉布斯自由能变和平衡常数。结果表明,在标准状态下,该酯交换反应的焓变△rHθm=10.42kJ/mol为正值,吉布斯自由能变△rGθm=-26.85kJ/mol为负值,表明在标准状态下,酯交换反应为吸热反应且可自发进行;同时,在300～390K范围内,反应的焓变随温度的升高而降低,且其值总是大于零,说明在此温度范围内,该反应为吸热反应,升高温度有利于反应的进行;反应的吉布斯自由能变随温度的升高而降低,且其值总为负值,进一步表明升高温度有利于反应的进行。采用Aspen对该反应的热力学数据进行模拟,得到与上述结果一致的结论。     

CO_2和丙三醇合成丙三醇碳酸酯的热力学分析

采用Benson基团贡献法计算了298.15K丙三醇碳酸酯的液态标准摩尔生成焓和标准熵,利用Joback基团贡献法及Sternling-Brown方程计算了丙三醇碳酸酯的液态摩尔等压热容随温度变化的函数关系式。结合文献中的其它热力学数据,计算了由CO2和丙三醇合成丙三醇碳酸酯反应体系中涉及到的反应焓变、吉布斯自由能变和标准平衡常数以及反应压力。结果表明,该反应在热力学上是不可行的,耦合反应是实现该合成过程的有效方法。     

丙三醇与CO_2合成丙三醇碳酸酯的间接路线及热力学探讨

提出了以丙三醇制备3-氯-1,2-丙二醇(3-CPD)或缩水甘油,再与CO2反应合成丙三醇碳酸酯的间接路线。采用基团贡献法估算了部分物质的热力学函数及等压摩尔热容。利用这些估算结果和文献数据,计算了上述丙三醇衍生物与CO2合成丙三醇碳酸酯反应的焓变、吉布斯自由能变、平衡常数及常温下各反应自发进行所需的压强。结果表明,3-CPD与CO2合成过程常温下很难实现,在298.15 K~538.15 K范围,低温时其平衡常数甚至比丙三醇与CO2直接合成丙三醇碳酸酯反应的平衡常数低得多,高温时则有相同的数量级(10-9),而经缩水甘油的合成路线在热力学上具有独特优势。     

Glycerol carboxylation to glycerol carbonate in the presence of rhodium complexes with phosphine ligands

The carboxylation of glycerol to glycerol carbonate in the presence of rhodium complexes with phosphine ligands has been studied. It has been found that rhodium complexes are active in the presence of a quaternary or inorganic salt and mediate this reaction with 100% selectivity. The most effective catalyst has been obtained by promoting the {RhCl₃ + PPh₃} system with potassium iodide. The reaction has been run in a reducing environment in a methanol solution at a temperature of 140°C and a pressure of 50 atm (40 atm of CO₂ and 10 atm of H₂).     

Glycerol carboxylation to glycerol carbonate in the presence of rhodium complexes with nitrogen-containing macroligands

The carboxylation of glycerol to glycerol carbonate (GC) in the presence of rhodium complexes with N-containing macroligands (polyethyleneimine and chitosan) has been studied. It has been found that the {RhCl³ + chitosan} system is an effective catalyst. It is most effective in the presence of methyl iodide or in the case of introduction of carbonates (dimethyl carbonate, propylene carbonate) into the reaction zone. The carboxylation of glycerol occurs at temperatures of 140?C180°C in a methanol solution in a reducing environment under a pressure of 50 atm (40 atm of CO and 10 atm of H₂). The turnover number of the rhodium catalyst for the reaction time is 10 to 120.     

碳酸乙烯酯的分解反应

研究了碳酸乙烯酯(EC)在乙二醇中的稳定性,同时考察了催化剂用量、停留时间、EC质量分数、加热温度对EC稳定性的影响。结果表明,催化剂会加剧EC的分解;停留时间越长,物料中EC的损失量越大。当EC质量分数大于50%时,分解速率小于20 g/(kg.h);EC质量分数为25%~28%时,分解速率达到76~77 g/(kg.h)。加热温度低于150℃时,分解速率小于30 g/(kg.h)。     

碳酸二丙酯的绿色合成及其与DMC相平衡数据测定

采用碳酸二甲酯（DMC）与正丙醇（n-PrOH）为原料，酯交换法合成碳酸二丙酯（DPC），考察了催化剂种类、物料配比、催化剂用量、温度和时间等诸因素对反应的影响。结果表明，以碳酸钾为催化剂具有较好的催化活性和选择性，在最佳反应工艺条件：常压、反应温度95℃、反应时间5h、n（n—PrOH）：n（DMC）=3：1和碳酸钾用量为原料总质量的1％下，DMC转化率为95．9％，DPC收率为73．7％。常压下DPC-DMC系统的汽液平衡温度和汽液相组成也被测定。常压下DPC和DMC二元物系不形成共沸物。     

TiO_2/C催化苯酚和碳酸二甲酯合成碳酸二苯酯的研究

采用溶胶凝胶-浸渍法制备了活性炭负载TiO_2催化剂,考察了催化剂焙烧条件以及反应工艺条件对催化苯酚(PhOH)和碳酸二甲酯(DMC)酯交换法合成碳酸二苯酯(DPC)反应的影响。结果表明,550℃下焙烧4h得到的活性炭负载TiO_2催化剂表现出较好的催化活性,在反应温度180℃,反应时间12h,n(DMC)∶n(PhOH)∶n(TiO_2)=1∶1∶0.03条件下进行精馏反应,PhOH转化率为39.6%,DPC选择性和时空收率分别达到75.6%和0.75g/(g·h)。活性炭可以较好的稳定活性组分TiO_2,催化剂回收并循环使用4次仍保持较好的催化性能。