离子液体中异丁烷与丁烯的烷基化反应

合成出一系列具有不同阴离子或阳离子结构的离子液体，并在高压釜中评价了这些离子液体对异丁烷与丁烯烷基化反应的催化效果以及相关反应条件的影响。实验结果表明，由无水三氯化铝参与合成的离子液体催化性能较好，其活性来源于[Al2C17]-。阳离子的类型影响产物的选择性，反应过程中烷基化油容易与离子液体分离。当烷、烯体积比为40，反应温度为65℃及反应时间为2min时，烷基化油收率达到进料丁烯体积的156％，其中C8组分的含量可以达到57％以上，在催化反应过程中，离子液体可以重复使用。     

在MxOy/Hβ分子筛固体强酸催化剂上的异丁烷-丁烯烷基化反应

用浸渍法制备了载碱金属、碱土金属和稀土金属的Hβ分子筛固体强酸催化剂MxOy/Hβ,用XRD,IR和NH3-TPD等方法对它们进行了结构表征和酸性测定,并在相同条件下比较了它们对异丁烷-丁烯烷基化反应的催化性能.结果表明,催化剂的活性与负载金属的本性有很大关系,助催化性能增加的次序是Li＜Ca＜La＜Tm,这种差异起因于它们对Hβ分子筛酸性的改性程度.对烷基化油的分析结果表明,目的产物C8的收率明显好于Hβ分子筛.     

离子液体中异丁烷与丁烯的烷基化反应

合成出一系列具有不同阴离子或阳离子结构的离子液体 ,并在高压釜中评价了这些离子液体对异丁烷与丁烯烷基化反应的催化效果以及相关反应条件的影响。实验结果表明 ,由无水三氯化铝参与合成的离子液体催化性能较好 ,其活性来源于 [Al2 Cl7]-。阳离子的类型影响产物的选择性 ,反应过程中烷基化油容易与离子液体分离。当烷、烯体积比为 4 0 ,反应温度为 6 5℃及反应时间为 2min时 ,烷基化油收率达到进料丁烯体积的 15 6 % ,其中C8组分的含量可以达到 5 7%以上 ,在催化反应过程中 ,离子液体可以重复使用。     

改性2AlCl3-Et3NHCl离子液体催化C4烷基化反应

向2AlCl3-Et3NHCl离子液体中分别加入二硫化碳、丁基硫醇、二甲基硫醚和丙酮,考察了其对离子液体催化异丁烷/2-丁烯烷基化性能的影响.在相同反应条件下,以二硫化碳和丁基硫醇改性的离子液体的催化性能优于未改性离子液体:烷基化产品中的C8组分含量由49.7%分别提高到68.6%和79.2%,TMP(三甲基戊烷)/DMH(二甲基己烷)从0.92分别提高到5.81和4.07.采用乙腈探针红外光谱法测定了离子液体酸性,发现改性后离子液体的路易斯酸强度均有所降低,不同助剂对离子液体的路易斯酸强度的影响也有差别.2AlCl3-Et3NHCl离子液体改性前后的27Al核磁共振波谱表明:Al2Cl7-量的下降导致了改性离子液体酸强度的减弱,其催化性能提高可以归因于加入的助剂在离子液体中形成的新配合物.     

3种2-丁烯醛类食用香料的稳定性研究

为研究2-丁烯醛类食用香料在不同储存条件下的稳定性,采用气相色谱-质谱联用仪考察了储存温度、相对湿度和顶空气体中氧气的体积分数对反-2-甲基-2-丁烯醛、3-甲基-2-丁烯醛和2-苯基-2-丁烯醛在储存过程中稳定性影响。结果表明,在考察的3种因素中对2-丁烯醛类食用香料的稳定性影响由大到小依次为顶空气体中氧气的体积分数、储存温度和相对湿度。装有2-丁烯醛类香料的容器顶空中含有空气时,在室温下储存20周,其含量降到90 %左右。为了保证2-丁烯醛类香料的质量,包装打开后建议在12周内用完;这类香料不耐高温,在调配耐高温香精时应该少量使用。为确定3种2-丁烯醛在储存过程中生成的新物质,采用质谱和两种不同极性色谱柱上的保留指数对生成的新物质进行了初步定性。结果表明:反-2-甲基-2-丁烯醛和3-甲基-2-丁烯醛容易被氧化生成反-2-甲基-2-丁烯酸和3-甲基-2-丁烯酸,而2-苯基-2-丁烯醛在储存过程中产生的主要物质是2-甲基-3-苯基-2-丙烯酸和苯丙酮。这类香料应该保存在低温和惰性氛围中。     

中孔分子筛上苯与1-十二烯烷基化合成十二烷基苯

在常压、50～70 ℃和苯∕1-十二烯摩尔比8:1条件下，利用间歇反应装置实验评价了MCM-22、0.5%磷改性MCM-22和1.5%磷改性MCM-22三种中孔分子筛对苯与1-十二烯烷基化合成十二烷基苯的催化性能，并结合NH3-TPD、XRD和BET表征结果，探讨了分子筛物理化学特性对其催化性能的影响。结果表明：（1）实验考察的三种分子筛均具有强酸和弱酸两种酸中心，适宜的强酸量对提高分子筛的催化活性和2位烷基化产物的选择性有利；（2）2位烷基化产物的选择性随分子筛中所含磷含量的增加而增加，但过高的磷含量将导致烯烃转化率的降低，因此控制适宜的磷改性用量是非常重要的；（3）0.5%磷改性MCM-22在所考察的三种分子筛中对十二烷基苯的合成具有更好的催化性能，其70℃下的烯烃转化率达到34%，2位产物选择性不低于60％。     

PW12/MCM-41上异丁烷/丁烯烷基化反应

采用水热法制备负载型PW12/MCM-41催化剂,用XRD、IR、TG-DTA表征催化剂的结构、杂多酸的分散性及酸性.结果表明:PW12/MCM-41催化剂具有强酸性;在负载量高达40%的催化剂上,磷钨酸保持着Keggin结构.负载40%PW12的催化剂用于异丁烷与丁烯的烷基化,该催化剂的酸性受活化温度影响,最佳温度为250 ℃.超临界态下反应明显延长了催化剂寿命,但是液相产物中烯烃含量仍然很高.     

2-丁烯酸乙酯的合成

以2-丁烯酸和乙醇为原料,硫酸为催化剂,苯为溶剂,在四甲基氯化铵存在下制备2-丁烯酸乙酯。考察了各因素对产物收率的影响,合理的反应条件为:反应时间10 h,n乙醇∶n2-丁烯酸=2.0∶1.0,在此条件下,2-丁烯酸乙酯的收率达84%。产物结构经红外光谱,元素分析,1H NMR得到表征。     

微乳法与溶剂热法制备WO3/ZrO2及其在异丁烷/丁烯烷基化反应中的应用

采用4组分微乳液为CTAB/正己烷/水/正戊醇体系,溶剂热法制备了WO3/ZrO2固体酸催化剂,并用X射线粉末分析(XRD)、红外光谱、N2吸附-脱附、透射电镜(TEM)等手段对样品结构进行了表征.TEM、氨程序长温脱附(NH3-TPD)和烷基化反应的测定结果表明:ZrO2纳米粒子呈方形,WO3/ZrO2纳米粒子呈球形;样品在负载WO3后经过焙烧酸量大大增强;烷基化产物中C8的质量分数在70%左右.     

2-氯-吲哚-3-甲醛的烷基化反应研究

以2-氯-吲哚-3-甲醛（1）为原料,在碱性条件下发生烷基化反应,对反应的烷基化试剂、溶剂等因素对收率的影响进行了研究,以较高收率合成了N-取代-2-氯-3-吲哚醛类化合物（2a-2e）,其中化合物（2a-2e）均是未见文献报道的新化合物。所有新化合物的结构通过红外光谱、质谱及核磁共振氢谱得以证实。     

沸石催化剂上苯与乙烯液相烷基化反应的研究

采用微型等温积分反应器,对改性β沸石催化剂上苯与乙烯液相烷基化反应进行了实验研究。通过考察反应温度、苯烯摩尔比和乙烯质量空速对催化剂性能的影响,获得了如下适宜工艺条件:反应温度190～220℃ ,苯烯摩尔比6～8,乙烯质量空速≤2h^-1。在此条件下,乙烯转化率在99.0%以上,乙苯选择性可达93%,乙基化选择性不低于99.0%。苯与乙烯液相烷基化稳定性实验表明,乙烯转化率和乙苯选择性未出现随反应时间延长而降低的现象,表明该沸石催化剂具有良好的活性稳定性.在所考察实验范围内,基本上检测不到二甲苯,其它烷基化副产物的含量也处于极低水平。     

苯与乙烯或丙烯烷基化反应精馏过程的稳态模拟

采用平衡级模型研究了苯单独与乙烯或丙烯烷基化反应的精馏过程。计算的塔内温度和液相组成分布与已有实验和非平衡级模拟吻合较好,表明平衡级方法能够准确有效地描述非均相催化反应精馏。在乙烯丙烯同时进料时,考察了苯烯比、苯质量空速、回流比和塔顶压力对烯烃转化率、热负荷和每年总投资的影响。计算表明,当苯与乙烯丙烯进料比分别为3.5和2.0、空速2h^-1、回流比10.0、压力0.71MPa、催化剂填装分率18%时,乙烯和丙烯的转化率均能达100%。同时,反应精馏塔的TAC小于乙烯丙烯分别进行烷基化反应精馏的值,故能降低成本。后续常规精馏塔分离的馏出物中,异丙苯、乙苯和苯浓度均可达到95%以上。     

长链烯烃-苯烷基化反应分子筛催化剂稳定性的研究

利用液相压力微型反应系统,在150℃、液体空速40h~(-1)的条件下,对各种Y型分子筛作为十二烯-苯烷基化反应催化剂的稳定性进行了考察。结果表明,用碱土金属离子或稀土金属离子交换改性的HY分子筛在烷基化反应中具有比HY更好的稳定性。其中以SrHY分子筛的稳定性最好,在维持烯烃转化率在98%以上时,单周期的处理量可达160公斤烷基苯/公斤他化剂。研究还表明,在Y型分子筛中引入Sr~(2+)后能增强分子筛对苯的吸附能力,在反应温度下使苯仍能维持活化吸附状态。     

烷烃二氧化碳氧化脱氢的反应平衡和热匹配工艺分析

对乙烷、丙烷和乙苯的二氧化碳氧化脱氢反应进行了热力学分析，计算表明：三个体系平衡转化率的变化规律上大致相同，都随温度升高而升高，随压强增大而减小，随进料中CO₂浓度增大而增大，进料中水蒸气浓度对平衡转化率影响不大。另外，利用所得结果讨论了利用结构化催化剂将脱氢反应和甲烷催化燃烧反应的吸、放热耦合工艺中的热匹配和物料匹配问题。     

氯铝酸盐离子液体催化苯与丙烯的烷基化反应

以盐酸三乙胺季铵盐和AlCl3形成的氯铝酸盐离子液体为催化剂,实验考察了离子液体中AlCl₃物质的量分数、催化剂用量、苯烯物质的量比、反应温度以及反应时间对苯与丙烯烷基化反应的影响。结果表明,增加离子液体中AlCl₃物质的量分数、催化剂用量、反应时间和苯烯物质的量比,降低反应温度均有利于丙烯转化率和异丙苯选择性的提高。在优化条件下,即离子液体中AlCl3物质的量分数为66.7%、催化剂用量为苯的质量的10%、苯烯物质的量比为10、反应温度为40℃及常压反应条件下, 10min时丙烯转化率和异丙苯选择性均可达到97.6%。离子液体催化剂重复使用8次后仍能基本保持新催化剂的性能,但如何增加循环使用的次数尚需进一步研究。     

H_2O_2氧化环己烷合成己二酸反应热力学计算与分析

计算了H2O2氧化环己烷合成己二酸体系中各反应的标准摩尔反应焓变、标准摩尔吉布斯自由能变及标准平衡常数.结果表明,在温度298.15 K-373.15 K范围内,各反应均为放热反应,在达平衡时几乎均可进行到底,制备己二酸适宜的H2O2与环己烷化学摩尔计量比为5:1~6:1.     

乙苯脱氢制苯乙烯反应系统能量模型与分析

运用复杂系统能量传递-转换模型,对乙苯在绝热式反应器中脱氢制苯乙烯反应系统作(火用)分析,用系统(火用)流图代替结构特性,可简化对系统的分解与数学运算,并建立该系统的能量模型。推导了系统总(火用)效率与能量单元(火用)效率相互关系的表达式,探讨了高温焓(火用)与低温焓(火用)的概念,计算出系统总(火用)效率、各能量单元(火用)效率与能量单元(火用)效率贡献系数,确定节能的主攻方向。分析结果与工厂实际数据基本相符。     

分子筛型固体酸催化剂用于长直链烯烃和苯的烷基化反应

以分子筛型固体酸代替氢氟酸作催化剂,研究了长直链烯烃和苯的烷基化反应。对各种类型分子筛的研究表明:以金属阳离子交换的Y型分子筛为催化剂,在常压、苯/烯=8(摩尔比)、烯/剂=6(重量比)的条件下,反应0.5小时,烯烃的转化率可达97%以上,苯的单烷基化的选择性在90%以上。提高反应温度和压力可进一步提高烯烃的转化率,当反应温度150℃、压力2MPa、重量空速6h~(-1)时,烯烃转化率高于90%的时间可达100小时以上。     

改良MDEA脱碳过程热力学分析

用热力学分析方法对改良ＭＤＥＡ脱碳过程的理论能耗、理论功耗和实际过程用损耗作了分析，探索了降低过程不可逆性的途径，并提出了节能降耗措施。