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1 h,PG/尿素摩尔比1.5,0.6 g催化剂(占尿素质量的2%),反应压力3.99×104Pa的条件下,PC收率高达99.8%。n(锌)∶n(镁)=1∶4,催化剂经过5次再生,PC收率降低了2.2%。     

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。     

二氧化碳鼓泡碳化法制备碳酸钙的研究

以氯化钙为钙源,硝酸锌为添加剂,与二氧化碳鼓泡碳化反应制备碳酸钙,探究了各因素对鼓泡碳化法制备碳酸钙的影响,运用单一因素变量法对鼓泡碳化法做了优化。利用XRD,SEM研究了氨水含量、CO₂流量、碳化温度、碳化时间、硝酸锌添加量对碳酸钙形貌、结构的影响及机制。结果表明,当氨水体积分数为2.4%、CO₂流量为180 mL/min、碳化时间为30 min、碳化温度为30 ℃、硝酸锌添加量为0.002 mol时,可制得形貌为球形,且为单一晶型、结晶完善的碳酸钙颗粒。并设计了正反滴实验,验证并完整提出了CaCl₂-CO₂-CaCO₃体系中碳化反应作用机理。     

电厂烟道气CO_2变温吸附捕集工艺设计及经济评价

针对燃煤电厂烟道气,以PEHA型(R_1HMS_3-PEHA_(80))胺基吸附剂为基础,设计了一套CO_2捕集量为20 kt/a的固定床变温吸附工艺,通过投资成本和运行成本的计算对设计的工艺进行了经济性评价,并研究了吸附剂各性能参数和有效捕集能力对再生能耗和捕集成本的影响。实验结果表明,工艺总再生能耗为2.26 GJ/t(基于CO_2捕集量),比胺溶液吸收法再生能耗降低了30.7%;捕集成本为341.0元/t(基于CO_2捕集量),比胺溶液吸收法降低了13.5%;在工艺总捕集成本中,运行成本是主要组成部分,所占比例高达91.2%;在运行成本中,蒸汽成本所占比例为66.2%,是工艺运行中的最大消耗。参数分析结果显示,吸附剂的吸附热对再生能耗的影响最大;有效捕集能力和吸附热对捕集成本的影响最大。     

Lewis酸碱催化氨基甲酸甲酯和甲醇合成碳酸二甲酯

以反应釜为评价装置,考察了不同种类的Lewis酸和Lewis碱催化剂对氨基甲酸甲酯(MC)和甲醇反应合成碳酸二甲酯的催化活性。在Lewis酸系列催化剂中,ZnCl2具有最佳的催化活性,ZnCl2能与MC的酰胺基上的氮原子配位,从而高效地活化MC;在Lewis碱系列催化剂中,CaO具有最高的催化活性,能稳定甲醇中的甲氧基负离子,从而高效地活化甲醇。在相同条件下,ZnCl2的催化活性高于CaO。二者的混合物能同时活化两个反应底物而起到协同作用,达到最佳的催化效果。在反应温度为180℃、反应时间为10h、甲醇和MC的摩尔比为20∶1的条件下,当MC用量为7.5g时,以0.5gZnCl2和0.5gCaO的混合物为催化剂,MC的转化率为58.5%,碳酸二甲酯的收率可达42.0%。     

活性炭纤维(ACF)吸附二硫化碳(CS2)的研究

研究了商用活性炭纤维(Activated carbonf fiber-ACF)对二硫化碳(Carbon disulfide-CS2)的吸附件能,并与活性炭(Activated carbon-AC)、沸石吸附CS2的性能做了对比.重点考察了CS2浓度、吸附气流量、湿度和ACF含水量对CS2在ACF上吸附性能的影响.结果表明:相对于AC、沸石,ACF对CS2的吸附快、吸附率高,达46.5%;CS2浓度、吸附气流量增加,穿透点前移;湿度和含水量上升会明显降低ACF对CS2的吸附性能,当湿度升至65%时,吸附时间缩短28.6%;当含水量为质量分数45%时,穿透时间提前42.9%;当含水量增至质量分数60%时,CS2迅速穿透,ACF几乎不能再吸附CS2.     

均相催化合成2-吡咯甲酸甲酯

以碳酸二甲酯(DMC)为甲氧基羰基化试剂,考察了不同碱金属卤化物对吡咯直接甲氧基羰基化反应合成2-吡咯甲酸甲酯(2-MPC)的影响。实验结果表明,只有 KI 催化吡咯进行甲氧基羰基化反应时合成了2-MPC。用荧光光谱对催化剂与反应物的相互作用进行表征,结果发现,碱金属卤化物以离子对的方式与反应物相互作用,卤素阴离子和金属阳离子同时起催化作用,它们与吡咯的作用影响吡咯的转化率,与 DMC 的作用则影响吡咯甲氧基羰基化产物的选择性。以 KI 为催化剂的适宜反应条件为:反应温度200℃、反应时间3 h、n(DMC):n(吡咯)=4、KI 用量(相对于吡咯的摩尔分数)为5.68%。在此条件下,吡咯的转化率为42.80%,2-MPC 的选择性和收率分别为46.08%和19.72%。     

乙酸锌催化一步法合成吡咯甲酸甲酯

以乙酸锌为催化剂、碳酸二甲酯(DMC)为甲氧基羰基化试剂,对吡咯一步甲氧基羰基化合成了吡咯甲酸甲酯。实验结果表明,升高反应温度和延长反应时间有利于2-吡咯甲酸甲酯(2-MPC)的生成而不利于1-吡咯甲酸甲酯(1-MPC)的生成,两者的总收率提高,但总选择性降低。采用正交实验对反应的影响因素进行了分析,得到各因素对反应影响程度的大小顺序为:反应温度>反应时间>反应物配比>催化剂用量,其中反应温度和反应时间对反应的影响较为显著。优化的反应条件为:反应温度260℃,反应时间8h,催化剂用量为吡咯质量的5%,DMC与吡咯的摩尔比为4。在此条件下,1-MPC和2-MPC的总收率(相对于吡咯)可达到63.68%。     

采用非平衡级模型模拟催化精馏过程的研究

将化学反应分解成组分生成反应和消耗反应,定义组分的消耗反应速率常数,引入到传统的三对角矩阵法中,提出了改进的三对角矩阵法。用非平衡级模型模拟尿素醇解法合成碳酸二甲酯(DMC)的催化精馏反应过程,采用改进的三对角矩阵法进行求解。模拟结果和实验结果的比较表明,各工艺条件下DMC收率的平均相对误差为3.78%。改进的三对角矩阵法能避免在迭代过程中出现组分浓度为负值的情况,减缓由于迭代中组分浓度变化幅度过大引起的振荡现象。该算法适应快慢反应同时存在的体系,加宽了三对角矩阵法的适应范围。     

氨基修饰的介孔分子筛对CO_2的吸附性能

以氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)为修饰剂,利用嫁接方法对 MCM-41和 SBA-15分子筛进行氨基修饰,采用 X 射线衍射、傅里叶变换红外光谱、热重和 CO_2程序升温脱附等于段表征了材料的结构和对 CO_2的吸附、脱附性能。实验结果表明,APTS嫁接到了两种分子筛的孔道内;氨基修饰的分子筛的孔道仍高度有序,对CO_2的吸附能力有明显的改善,MCM-41和 SBA-15分子筛修饰后的吸附量分别为47.5,40.5 mg/g。氨基修饰的分子筛对CO_2的吸附形态主要为双齿碳酸氢盐、双齿碳酸盐、单齿碳酸氧盐和单齿碳酸盐。