乙二醛的生产与应用

文章介绍了乙二醛的主要工业生产方法和国内外生产情况以及乙二醛的应用领域。     

甲醛异丁烯热缩合合成3-甲基-3-丁烯-1-醇的研究

以甲醇为溶剂,甲醛溶液和异丁烯为原料,通过Ene反应在无催化剂条件下合成了3-甲基-3-丁烯-1-醇(MBOH),系统考察了反应温度、反应压力、物料配比和反应时间对MBOH收率的影响。结果表明:一定温度是保证该反应进行的前提,当反应温度超过498 K后,MBOH的收率下降;反应压力对反应起促进作用,压力越大,MBOH的收率越高。在n(异丁烯)∶n(甲醛)=9∶1,反应温度为498 K,压力为11.0 MPa的最佳反应条件下,反应6 h后MBOH的收率可达59.24%。     

固体碱催化苯乙酮和碳酸二甲酯合成苯甲酸甲酯

以固体酸碱为催化剂,研究了碳酸二甲酯与苯乙酮合成苯甲酸甲酯的反应,考察了反应温度、反应时间、催化剂用量和原料摩尔配比等因素对反应结果的影响。实验结果表明,固体酸催化剂不利于苯甲酸甲酯的生成,而具有中强碱位的MgO对反应有较好的催化活性。当以MgO为催化剂,在反应温度为260℃,反应时间5 h,催化剂用量为反应物总质量的1.5%,n(苯乙酮)∶n(DMC)=1∶4的条件下,苯乙酮的转化率和苯甲酸甲酯的选择性分别达72.0%和59.8%。另外,反应的副产物主要为乙酸甲酯、少量苯乙酮缩合的产物、甲基化及醚化产物等。     

高稳定性介孔MgO-ZrO_2纳米复合物对CO_2吸附性能研究

用溶胶-凝胶法制备了介孔MgO-ZrO2纳米复合物,并通过XRD、氮吸附和CO2-TPD等手段表征了材料的结构特征和表面性质。XRD、氮吸附结果表明此纳米复合物具有典型的介孔结构,比表面积达183~212 m2/g,并且有较好的热稳定性,在700℃以下介孔孔道不会坍塌。另一方面,这种纳米复合物表面具有适中的碱性,其碱性位与基体结合牢固,稳定性好。由于其具有发达的孔隙和适中的碱性,二氧化碳在其表面的吸附量达1.6 mmol/g,且经数次循环后材料的吸附性能无明显下降。     

负载型Zn(OAc)2催化合成1,6-六亚甲基二氨基甲酸甲酯

采用等体积浸渍法制备了一系列不同载体负载Zn(OAc)_2催化剂,用于1,6-己二胺(HDA)与碳酸二甲酯(DMC)反应制备1,6-六亚甲基二氨基甲酸甲酯(HDC)。通过X射线粉末衍射(XRD),N_2物理吸附(BET),NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD),热重分析(TG-DTG),傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行了表征,结果表明,硅胶负载Zn(OAc)_2催化剂上Si—O—Zn键的形成有利于DMC的活化,表面酸性位促进了碱性HDA的活化,从而使其具有最佳催化活性。在反应温度80℃、反应时间6 h、DMC/HDA摩尔比2∶1、催化剂用量n〔Zn(OAc)_2〕∶n(HDA)=0.02∶1的条件下,HDA转化率为96.0%,HDC收率可达68.5%,催化剂具有良好的稳定性,循环利用5次后活性无明显下降。     

Macro kinetics for synthesis of dimethyl carbonate from urea and methanol on Zn-containing catalyst

In a stainless steel autoclave, the synthesis kinetics of dimethyl carbonate (DMC) from urea and methanol was separately investigated without catalyst and with Zn-containing catalyst. Without catalyst, for the first reaction of DMC synthesis (the reaction of urea with methanol to methyl carbamate (MC)), the reaction kinetics can be described as the first order with respect to the concentrations of both methanol and urea. For the second reaction of DMC synthesis (the reaction of MC with methanol to DMC), the results exhibit characteristics of zero-order reaction. For Zn-containing catalyst, the first reaction is neglected in the kinetics model since its rate is much faster than the second reaction. The macro-kinetic parameters of the second reaction are obtained by fitting the experimental data to a pseudo-homogenous model, in which a side reaction in forming process of DMC is incorporated since it decreases the yield of DMC drastically at high temperature. The activation energy of the reaction from MC to DMC is 104 kJ/mol while that of the side reaction of DMC is 135 kJ/mol. The highest yield of DMC is 23%.     

固体碱催化丙酮和碳酸二甲酯合成乙酰乙酸甲酯

以碳酸二甲酯(DMC)与丙酮为原料,在固体碱上合成乙酰乙酸甲酯,并考察了反应温度、反应时间、催化剂用量和原料摩尔比等因素对反应结果的影响。结果表明,以固体酸为催化剂时,无乙酰乙酸甲酯的生成,而具有中强碱位的K/MgO对反应具有较好的催化性能。当以K/MgO为催化剂,在反应温度为240℃,反应时间5h,催化剂用量为反应物总质量的1.5%,原料摩尔比为n(丙酮)∶n(DMC)=1∶4时,丙酮的转化率和乙酰乙酸甲酯的选择性分别达到41.2%和50.3%。反应的主要副产物为丙酮自身缩合的产物(二丙酮醇、4-甲基-3-烯基-2-戊酮、4-甲基-4-烯基-2-戊酮)以及醚化产物(2-甲氧基丙烯)等。     

NiMg AlO-F催化剂的物化性能及其在甲烷部分氧化制合成气中的应用

用共沉淀法合成了NiMgAl类水滑石,并利用水滑石的"记忆效应"成功地将F-添加到该类水滑石中,经1073K焙烧后得到NiMgAIO-F催化剂,采用XRD、EXAFS、TG、ICP、H_2-TPR和N_2吸附-脱附等手段对其物化性能进行了表征。表征结果显示,添加F-前后的类水滑石前体经过焙烧后所得的催化剂均为方镁石结构,但NiMgAlO-F比不含F-的复合氧化物NiMgAlO具有更小的比表面积、晶粒度和结晶度。NiMgAlO-F催化剂在甲烷部分氧化反应中表现出更高的活性和稳定性,甲烷转化率达到95%,CO和H_2的选择性分别达到95%和99%,且反应120h后催化剂活性没有下降,这是因为F-的引入提高了催化剂的可还原性、碱性和活性组分Ni的分散性,进而改善了催化剂的活性和抗积碳能力。     

有机碱催化CO_2与伯胺反应合成N,N′-二取代脲

以有机碱为催化剂,CO2与伯胺反应合成了N,N′-二取代脲;考察了有机碱种类、伯胺碳链长度、反应温度、CO2压力、反应时间、催化剂用量对合成反应的影响。实验结果表明,随伯胺碳链的增长,催化剂的碱性增强,N,N′-二取代脲的收率增加;脂肪族N,N′-二取代脲的收率明显高于芳香族N,N′-二取代脲。在所选用的有机碱中,1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]葵-5-烯(TBD)催化剂的活性最高。以正丁胺为反应基质、TBD为催化剂,合成N,N′-二丁脲的最佳反应条件为:反应温度180℃,CO2压力10.0M Pa,反应时间10h,TBD摩尔分数5.0%(基于正丁胺);在此条件下,N,N′-二丁脲的收率为81.8%;红外光谱表征结果表明,合成的产物为N,N′-二丁脲。     

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等技术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1h, PG/尿素摩尔比1.5, 0.6g催化剂(尿素质量的2%),反应压力300mmHg的条件下, PC收率高达99.8%.锌/镁1:4催化剂经过五次再生,PC收率降低了2.2%。