二氧化双环戊二烯制备新工艺研究

论文摘要

本论文工作立足于工业生产实际,从绿色环保的角度出发,针对以往传统的过酸法生产二氧化双环戊二烯(DCPDD)中所存在的对设备腐蚀严重、反应工艺比较复杂、过酸性容易导致环氧化物的酸性开环导致副产物增多等不足之处,采用绿色、无污染的双氧水作为氧源,对环境危害比较小并且催化效果比较好的负载型的杂多酸作为催化剂,讨论了三种催化剂的催化效果,探索研究了适合工业化生产的绿色催化合成生产工艺。在确定了最佳的催化剂和工艺条件之后,建立连续装置进行DCPDD的生产。1.以钛硅分子筛作为催化剂,双氧水作为氧源的反应体系催化双环戊二烯(DCPD)环氧化：最佳的反应条件为10mlDCPD,40m150%的双氧水,以叔丁醇作为溶剂,在65℃条件下反应14个小时。DCPD的转化率达到99%以上,DCPDD的选择性达到35%。2.以磷钨杂多酸作为催化剂,双氧水作为氧源的反应体系催化DCPD环氧：最佳的反应条件为10mlDCPD,20m150%的双氧水,以叔丁醇作为溶剂,在60℃条件下反应12个小时。DCPD的转化率达到99%以上,DCPDD的选择性达到90%。在不使用溶剂的条件下,双氧水与DCPD直接反应,得到的白色产物直接以固态析出,用蒸馏水洗净,干燥后得到的产物用气相色谱检测,纯度达到98%以上。3.以负载型杂多酸作为催化剂,双氧水作为氧源的反应体系催化DCPD环氧：最佳的反应条件为10mlDCPD,50m150%的双氧水,以叔丁醇作为溶剂,在65℃条件下反应12个小时。DCPD的转化率达到99%以上,DCPDD的选择性达到55%。催化剂可以重复使用6次,且催化能力没有明显的降低。4.根据研究得出的最佳反应条件,建立连续装备进行DCPDD的生产。得到的原料的最佳进量速率为3ml/h,反应72小时左右体系达到最佳状态,反应一个周之后DCPD的转化率和DCPDD的选择性均逐渐降低,通过分析其元素含量可以看出主要是由于钨的流失。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 双氧水作为氧源的烯烃环氧化进展
• 3为催化剂的催化环氧化体系'>1.2.1 MeReⅦO₃为催化剂的催化环氧化体系
• 1.2.2 钛硅分子筛为催化剂催的化环氧化体系
• 1.2.3 金属卟啉络合物为催化剂的催化环氧化体系
• 1.2.4 类水滑石为催化剂催化环氧化体系
• 1.2.5 杂多化合物为催化剂催化环氧化体系
• 1.3 二氧化双环戊二烯的开发和利用
• 1.4 课题的研究目的和意义
• 1.5 主要研究内容
• 第二章 以TS-1作为催化剂催化环氧化DCPD制备DCPDD
• 2.1 前言
• 2.2 实验药品及仪器
• 2.3 实验步骤
• 2.4 结果及讨论
• 2.4.1 催化剂用量的影响
• 2.4.2 温度对于反应的影响
• 2.4.3 双氧水浓度对于反应的影响
• 2.4.4 双氧水用量对于反应的影响
• 2.4.5 反应时间对于反应的影响
• 2.4.6 催化剂的结构分析
• 2.4.7 溶剂对于反应的影响
• 2.5 本章小结
• 第三章 以杂多酸作为催化剂催化环氧化DCPD制备DCPDD
• 3.1 前言
• 3.2 实验药品及仪器
• 3.3 实验步骤
• 3.3.1 催化剂的合成
• 3.3.2 DCPDD的合成
• 3.4 结果及讨论
• 3.4.1 催化剂用量对于反应的影响
• 3.4.2 双氧水用量对于反应的影响
• 3.4.3 温度对于反应的影响
• 3.4.4 反应时间对于反应的影响
• 3.4.5 溶剂对于反应的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 以负载型杂多酸作为催化剂催化环氧化DCPD制备DCPDD
• 4.1 前言
• 4.2 实验药品及仪器
• 4.3 实验步骤
• 4.3.1 催化剂的合成
• 4.3.2 DCPDD的合成
• 4.4 结果及讨论
• 4.4.1 催化剂用量的影响
• 4.4.2 温度对于反应的影响
• 4.4.3 双氧水浓度对于反应的影响
• 4.4.4 双氧水用量对于反应的影响
• 4.4.5 反应时间对于反应的影响
• 4.4.6 催化剂的重复使用
• 4.4.7 相同反应条件下各种催化剂的性能比较
• 4.6 本章小结
• 第五章 连续装置制备DCPDD
• 5.1 前言
• 5.2 实验药品及仪器
• 5.3 实验步骤
• 5.3.1 催化剂的合成
• 5.3.2 装置的安装
• 5.3.3 DCPDD的合成
• 5.4 实验结果及讨论
• 5.4.1 原料流量对于反应的影响
• 5.4.2 反应时间对于反应的影响
• 5.4.3 催化剂的分析
• 5.4.4 催化剂的性能改进
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间所发表的论文