苯酚氧化羰基合成碳酸二苯酯反应过程溶剂效应及共沸除水研究

论文摘要

碳酸二苯酯是一种重要的有机碳酸酯。随着以碳酸二苯酯（DPC）和双酚A为原料合成高品质聚碳酸酯（PC）环境友好新工艺的开发,对DPC的研究逐渐成为近年来的热点。苯酚氧化羰基化法合成DPC不仅对环境友好且能实现一步合成目的产物,但反应生成的水易导致催化剂失活,降低反应活性。因此本文对苯酚氧化羰基合成DPC反应中加入溶剂共沸除水连续反应流程进行了研究。确定了合适的连续反应流程,实现了低压条件下反应过程中溶剂的共沸除水。筛选出极性较大且共沸除水效果较好的1,2-二氯乙烷为最佳反应溶剂。优选出反应温度130℃、反应压力0.5MPa、反应时间5h、反应气进料比4:1、反应气流量F=100mL/min是较理想的工艺条件。当1,2-二氯乙烷含量为70%时,体系的除水效果最好,可使体系的含水量明显下降。低、高压间歇流程与连续流程相比,连续流程可以明显除去反应过程生成的水,低压体系水含量从0.32%降到0.04%;高压体系水含量从1.36wt%降到1.04%。从而抑制催化剂的失活和副产物的生成,从而使DPC收率和选择性有了大幅度地提升。催化剂的XPS测试表明,反应结束后催化剂表面元素C所占的比例显著增大。这说明由于反应过程中催化剂表面Pd被反应体系里的有机物所覆盖,致使活性组分Pd（II）含量的下降,从而导致反应催化活性的降低。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 碳酸二苯酯
• 1.3 碳酸二苯酯合成工艺方法
• 1.3.1 光气法
• 1.3.2 酯交换法
• 1.3.3 氧化羰基化法
• 1.4 苯酚氧化羰基化均相催化反应机理
• 1.5 溶剂效应
• 1.5.1 溶剂极性
• 1.5.2 溶剂对反应速率的影响
• 1.6 文献分析及研究工作
• 第二章 实验方法
• 2.1 反应原理
• 2.2 反应装置与流程
• 2.3 化学试剂
• 2.4 实验步骤
• 2.4.1 氧化羰基化间歇反应
• 2.4.2 氧化羰基化连续反应
• 2.4.3 真空抽滤
• 2.5 原料及产品的分析方法
• 2.5.1 定性分析
• 2.5.2 定量分析
• 2.5.3 含水量的测定
• 2.5.4 XPS 表征
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 引言
• 3.2 产物的定性分析
• 3.3 产物的定量分析
• 3.4 反应机理
• 3.5 低压连续反应流程性能及溶剂共沸除水效果
• 3.5.1 低压连续反应共沸溶剂的筛选及溶剂效应
• 3.5.2 低压连续反应工艺条件及共沸除水的考察
• 3.5.3 溶剂含量的考察
• 3.5.4 小结
• 3.6 低压间歇与低压连续反应流程的对比
• 3.7 高压连续反应与低压连续反应的对比
• 3.7.1 高压下反应压力的考察
• 3.7.2 高压反应与低压反应对比
• 3.8 催化剂的XPS 表征
• 第四章 结论
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢