CO偶联制备草酸二甲酯反应杂质和工艺条件影响及颗粒动力学研究

论文摘要

煤制乙二醇是附加值最高的碳一化工路线,CO偶联制备草酸二甲酯是由合成气制备乙二醇的第一步,草酸二甲酯加氢即可得到乙二醇。本文就CO偶联制备草酸二甲酯,从杂质影响,工艺条件和颗粒动力学进行了研究。所研究的杂质包括氢气和甲醇。氢气是合成气的主要物质,少量氢气的存在就会使产物草酸二甲酯的收率和选择性大幅下降。论文中,结合了偶联反应的机理解释了氢气造成影响的原因,并提出了氢气杂质的最大允许含量。并未发现杂质甲醇影响偶联反应。工艺条件方面,从温度、空速和反应物配比三个方面研究了对偶联反应的影响,提出了一个比较适合的反应条件。利用内循环无梯度反应器对偶联反应的颗粒动力学进行了研究,提出了一个比较合理的颗粒动力学方程式通过上述三方面的研究以求从工业上减少反应的能耗,实现合成气制备乙二醇的第一步CO偶联制备草酸二甲酯工业上的优化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 符号说明
• 第1章 前言
• 1.1 课题背景
• 1.2 乙二醇的合成路线
• 1.2.1 环氧乙烷水合法
• 1.2.2 碳酸乙烯酯法
• 1.2.3 二氧戊环法
• 1.2.4 以合成气为原料的生产方法
• 1.3 草酸二甲酯的合成方法
• 1.3.1 传统草酸酯合成方法
• 1.3.2 氧化偶联法
• 1.4 论文研究的主要内容
• 第2章 分析方法
• 2.1 前言
• 2.2 催化剂的制备
• 2.3 亚硝酸甲酯的制备
• 2.4 CO 偶联反应制备亚硝酸甲酯的实验装置
• 2.4.1 U 型管固定床积分反应器
• 2.4.2 无梯度微分反应器
• 2.4.3 偶联反应的一般操作步骤
• 2.5 实验分析方法
• 2.5.1 色谱的定性分析
• 2.5.2 定量分析
• 2.5.3 小结
• 2.6 实验与仪器
• 2和甲醇对偶联反应的影响'>第3章 H₂和甲醇对偶联反应的影响
• 2对偶联反应的影响'>3.1 H₂对偶联反应的影响
• 3.1.1 实验装置和催化剂
• 2和MN 的反应'>3.1.2 H₂和MN 的反应
• 2对偶联反应的影响'>3.1.3 H₂对偶联反应的影响
• 2产生影响的最小值测定'>3.1.4 H₂产生影响的最小值测定
• 3.2 甲醇对偶联反应的影响
• 3.2.1 实验装置
• 3.2.2 实验部分
• 3.3 小结
• 第4章 偶联反应工艺条件的优化
• 4.1 亚硝酸甲酯的均相分解和非均相分解
• 4.2 实验装置和催化剂
• 4.2.1 实验装置
• 4.2.2 催化剂
• 4.3 实验部分
• 4.3.1 温度对偶联反应的影响
• 4.3.2 反应物配比对偶联反应的影响
• 4.3.3 空速对偶联反应的影响
• 4.4 本章小结
• 第5章 颗粒动力学的研究
• 5.1 前言
• 5.2 实验装置
• 5.3 颗粒动力学的测定
• 5.3.1 外扩散影响的消除
• 5.3.2 动力学的测定
• 5.4 本章小结
• 第6章 全文总结
• 参考文献
• 致谢
• 附件