环戊烯催化氧化制环戊酮

论文摘要

环戊酮是一种重要的精细化工原料,在化工行业中应用非常广泛。其主要用于生产医药中间体、香料中间体、高档溶剂等。本文以环戊二烯为原料选择性加氢制备环戊烯,再以环戊烯为原料进行催化氧化制备环戊酮。对于选择性加氢催化剂,在制备传统的Ni/Al2O3加氢催化剂的过程中,向其中分别添加了ZnSO4、Fe2（SO4）3和MnSO4三种无机助剂形成三种催化体系,并通过选择性加氢实验对三种催化体系的催化性能做了探讨。选择性加氢反应条件的考察采用了单因素条件实验法,分别考察了反应温度、反应压力、反应时间等因素对原料转化率和产品收率的影响,摸索出选择性加氢适宜的工艺条件。选择性加氢的适宜工艺条件为:反应温度35℃、反应压力1.0MPa、反应时间2h、溶剂无水乙醇和原料环戊二烯的体积比为5:1、ZnSO4作为无机助剂、无机助剂加入量为加氢催化剂重量的4%,环戊二烯的转化率可达97.1%,环戊烯的收率可达91.2%。对于催化氧化反应的催化剂,在制备传统的PdCl2/C氧化催化剂的过程中,向其中分别添加了CuCl2和FeCl3两种助催化剂形成两种催化体系,并通过环戊烯氧化试验对两种催化体系的催化性能做了探讨。催化氧化反应条件的考察采也用了单因素条件实验法,分别考察了反应温度、反应压力、反应时间等因素对原料转化率和产品收率的影响,摸索出催化氧化适宜工艺条件。催化氧化适宜的工艺条件为:反应温度50℃、反应压力0.4MPa、反应时间6h、溶剂无水乙醇和原料环戊烯的体积比为4:1、选用CuCl2作为助催化剂,环戊烯的转化率可达98.1%,环戊酮的收率可达85.7%。本文还对加氢和氧化反应的机理进行了初步的探讨,得出了环戊二烯选择性加氢的反应速率方程为:

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 环戊酮用途简介
• 1.2 环戊二烯选择性加氢制备环戊烯的国内外研究动态
• 1.2.1 催化剂为负载型非晶态合金的选择性加氢反应
• 1.2.2 催化剂为非负载型非晶态合金的选择性加氢反应
• 1.2.3 催化剂为负载型晶态合金的选择性加氢反应
• 1.2.4 催化剂为非负载型晶态合金的选择性加氢反应
• 1.3 环戊酮制备方法的国内外研究动态
• 1.3.1 己二酸及其衍生物高温分解法
• 1.3.2 环戊烯水合再脱氢法
• 1.3.3 环戊烯非催化剂直接氧化法
• 1.3.4 Waker 型催化剂氧化法
• 1.4 本论文的研究内容
• 1.4.1 选择性加氢部分研究内容
• 1.4.2 催化氧化部分研究内容
• 第二章 环戊二烯选择性加氢制环戊烯
• 2.1 实验试剂与仪器
• 2.1.1 原料与实验试剂
• 2.1.2 实验仪器与设备
• 2.2 选择性加氢催化剂的制备
• 2O₃ 加氢催化剂的制备'>2.2.1 Ni/Al₂O₃加氢催化剂的制备
• 4·7H₂O 选择性加氢催化剂的制备'>2.2.2 无机助剂为ZnSO₄·7H₂O 选择性加氢催化剂的制备
• 2O 选择性加氢催化剂的制备'>2.2.3 无机助剂为Fe2（504）3·9H₂O 选择性加氢催化剂的制备
• 4·H₂O 选择性加氢催化剂的制备'>2.2.4 无机助剂为MnSO₄·H₂O 选择性加氢催化剂的制备
• 2.3 选择性加氢催化剂的表征
• 4·7H₂O 选择性加氢催化剂的TG-DSC 表征'>2.3.1 无机助剂为ZnSO₄·7H₂O 选择性加氢催化剂的TG-DSC 表征
• 2O 选择性加氢催化剂的TG-DSC 表征'>2.3.2 无机助剂为Fe2（504）3·9H₂O 选择性加氢催化剂的TG-DSC 表征
• 4·H₂O 选择性加氢催化剂的TG-DSC 表征'>2.3.3 无机助剂为MnSO₄·H₂O 选择性加氢催化剂的TG-DSC 表征
• 2.4 选择性加氢反应
• 2.4.1 双环戊二烯解聚制备环戊烯
• 2.4.2 选择性加氢实验的原理
• 2.4.3 选择性加氢的实验装置
• 2.4.4 选择性加氢实验的实验方法
• 2.4.5 选择性加氢产物的气相色谱分析与计算
• 2.5 选择性加氢产物的提纯与表征
• 2.5.1 选择性加氢产物的精制
• 2.5.2 选择性加氢产物的气相色谱分析
• 2.5.3 选择性加氢产物的红外光谱分析
• 2.6 选择性加氢实验的结果与讨论
• 2.6.1 无机助剂种类对选择性加氢的影响
• 2.6.2 无机助剂加入量对选择性加氢的影响
• 2.6.3 反应温度对选择性加氢的影响
• 2.6.4 反应压力对选择性加氢的影响
• 2.6.5 反应时间对选择性加氢的影响
• 2.6.6 溶剂加入量对选择性加氢的影响
• 2.7 选择性加氢的动力学研究
• 2.7.1 选择性加氢反应级数的确定
• 2.7.2 环戊二烯选择性加氢的动力学方程的推导
• 2.8 小结
• 第三章 环戊烯催化氧化制环戊酮
• 3.1 实验试剂与仪器
• 3.1.1 原料与实验试剂
• 3.1.2 实验仪器与设备
• 3.2 环戊烯氧化催化剂的制备
• 3.2.1 氧化催化剂制备装置图
• 3.2.2 PdC12/C 氧化催化剂的制备
• 2·2H₂O 氧化催化剂的制备'>3.2.3 助催化剂为CuCl₂·2H₂O 氧化催化剂的制备
• 3·6H₂O 氧化催化剂的制备'>3.2.4 助催化剂为FeCl₃·6H₂O 氧化催化剂的制备
• 3.3 氧化催化剂的表征
• 2·2H₂O 氧化催化剂的TG-DSC 表征'>3.3.1 助催化剂为CuCl₂·2H₂O 氧化催化剂的TG-DSC 表征
• 3·6H₂O 氧化催化剂的TG-DSC 表征'>3.3.2 助催化剂为FeCl₃·6H₂O 氧化催化剂的TG-DSC 表征
• 3.4 环戊烯氧化反应
• 3.4.1 氧化反应实验的原理
• 3.4.2 氧化反应的实验装置
• 3.4.3 氧化实验的实验方法
• 3.4.4 氧化产物的气相色谱分析与计算
• 3.5 氧化产物的提纯与表征
• 3.5.1 氧化产物的精制
• 3.5.2 氧化产物的气相色谱分析
• 3.5.3 氧化产物的红外光谱分析
• 3.6 氧化实验的结果与讨论
• 3.6.1 助催化剂种类对催化氧化的影响
• 3.6.2 助催化剂加入量对催化氧化的影响
• 3.6.3 反应温度对催化氧化的影响
• 3.6.4 反应压力对催化氧化的影响
• 3.6.5 反应时间对催化氧化的影响
• 3.6.6 溶剂加入量对催化氧化的影响
• 3.7 环戊烯催化氧化制备环戊酮机理的探讨
• 3.8 小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢