胶束催化丙烯环氧化

论文摘要

在实验室内利用管式固定床对丙烷脱氢催化反应进行了研究。分别以丙烷脱氢生成的C3H8-C3H6-H2混合气体和纯丙烯为原料,采用300mL不锈钢气液搅拌釜式反应器对丙烯环氧化反应在卟啉锰胶束催化体系中进行了研究,通过紫外-可见分光光度计对胶束催化剂结构进行了表征。用气相色谱仪对反应产物进行了分析。丙烷脱氢制丙烯过程的研究结果表明,在Pt/γ-Al2O3, Pt-Na/γ-Al2O3和Pt-Sn-Na/γ- Al2O3三种催化剂中,Pt-Sn-Na/γ-Al2O3催化效果最佳。还原条件为450℃H2中还原2h。实验优化了Pt-Sn-Na/γ-Al2O3催化丙烷脱氢工艺条件,当温度为580℃,丙烷流量40mL/min和催化剂2g时,丙烷转化率为33.2%,丙烯选择性可达84.6%,丙烯收率28.1%。卟啉锰在表面活性剂水溶液中的增溶实验结果表明,TX-100对卟啉锰的增溶效果较好。紫外-可见光谱对卟啉锰在胶束中的增溶位置研究结果表明,卟啉锰增溶于胶束的栅栏层。丙烯为原料的胶束催化丙烯环氧化结果表明,反应体系中H2O2浓度过高反而不利于PO的生成,原因是H2O2与丙烯在卟啉锰催化剂表面竞争吸附。筛选出丙烯环氧化比较好的胶束催化工艺条件为卟啉锰浓度1mmol/L,H2O2浓度20mmol/L,咪唑与卟啉锰摩尔比12:1,TX-100浓度60mmol/L。在丙烯流量50mmol/L和温度30℃的条件下,H2O2利用率可达11.8%,PO收率4.9%。在C3H8-C3H6-H2混合气体为原料的条件下,胶束催化丙烯环氧化实验,未检测到PO。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 概述
• 1-1-1 环氧丙烷的性质
• 1-1-2 环氧丙烷的用
• §1-2 环氧丙烷生产现状
• 1-2-1 环氧丙烷工业生产现状
• 1-2-2 环氧丙烷绿色合成工艺
• §1-3 胶束催化
• 1-3-1 胶束催化丙烯环氧化
• 1-3-2 金属卟啉催化剂
• §1-4 丙烯生产现状
• 1-4-1 丙烯的应用
• 1-4-2 丙烯的合成方法
• §1-5 本课题的研究意义及主要内容
• 1-5-1 本课题的研究意义
• 1-5-2 本课题的主要内容
• 第二章 实验过程与方法
• §2-1 实验原材料及主要仪器
• 2-1-1 实验原材料
• 2-1-2 实验主要仪器
• §2-2 丙烷脱氢催化剂的制备
• 2-2-1 浸渍
• 2-2-2 脱氢催化剂的干燥、焙烧与活化
• §2-3 丙烷脱氢催化剂的活性测试
• 2-3-1 脱氢催化剂的测试指标
• 2-3-2 脱氢催化剂的测试过程
• §2-4 丙烯环氧化
• 2-4-1 卟啉锰的增溶
• 2-4-2 丙烯环氧化
• §2-5 丙烷脱氢与丙烯环氧化的集成
• §2-6 产品分析
• 2-6-1 气相色谱分析
• 2O₂含量的测定'>2-6-2 H₂O₂含量的测定
• 第三章 丙烷脱氢制丙烯的研究
• §3-1 前言
• §3-2 丙烷脱氢制丙烯工艺的研究
• 3-2-1 脱氢催化剂种类对脱氢反应的影响
• 3-2-2 反应温度对脱氢反应的影响
• 3-2-3 丙烷原料气流量对脱氢反应的影响
• 3-2-4 还原条件对脱氢反应的影响
• 3-2-5 催化剂量对脱氢反应的影响
• §3-3 本章小结
• 第四章 胶束-催化剂体系
• §4-1 卟啉锰的增溶
• §4-2 TX-100 与卟啉锰的结构
• 4-2-1 TX-100 的结构
• 4-2-2 卟啉锰的结构
• §4-3 胶束-催化剂体系的表征
• 4-3-1 紫外-可见吸收光谱
• 4-3-2 紫外-可见吸收光谱图分析
• §4-4 本章小结
• 第五章 丙烯环氧化
• §5-1 丙烯环氧化反应机理
• §5-2 纯丙烯环氧化反应条件的研究
• 5-2-1 卟啉锰浓度对环氧化反应的影响
• 2O₂浓度对环氧化反应的影响'>5-2-2 H₂O₂浓度对环氧化反应的影响
• 5-2-3 咪唑浓度对环氧化反应的影响
• 5-2-4 表面活性剂对环氧化反应的影响
• 5-2-5 丙烯流量对环氧化反应的影响
• 5-2-6 反应温度对环氧化反应的影响
• §5-3 丙烷脱氢制丙烯与丙烯环氧化的集成
• 5-3-1 丙烷脱氢制丙烯与丙烯环氧化的集成实验
• 5-3-2 结果分析
• §5-4 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果