均相强碱和非均相氧化镁在碳酸酯合成反应中的失活机理研究

发布时间：2021-10-21 22:38

　　碳酸甲乙酯（EMC）是一种具有广泛应用的不对称碳酸酯,主要用作锂离子电池电解液的溶剂。工业上以强碱性甲醇钠（CH₃ONa）为催化剂,碳酸二甲酯（DMC）和乙醇（EtOH）酯交换路径,催化精馏的方式生产高纯度的EMC。虽然CH₃ONa活性极佳,但是循环使用后催化效率明显下降,形成大量白色固体附着在催化精馏塔内壁,容易造成产品EMC纯度下降。本文主要针对均相强碱催化剂CH₃ONa以及非均相催化剂MgO在碳酸酯酯交换反应中的失活问题进行研究。论文比较了不同钠基可溶碱催化剂C₄H₉ONa,C₂H₅ONa,CH₃ONa,KOH,NaOH,Na₂CO₃,Na HCO₃以及Na F用于催化合成EMC时反应活性的差异,并引入p Kb（碱度系数）建立了催化效率和碱强度之间的关系。重复使用实验中发现高活性的NaOH和CH₃ONa催化剂会明显失活,... 

【文章来源】：沈阳化工大学辽宁省

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

原料DMC处理的NaOH、CFig3-12SEMimagesofDMC-treatedNa

沈阳化工大学硕士学位论文第三章均相强碱催化剂在酯交换反应中的失活机理研究2820040060080010001200Temperature/℃TG10%500℃6.61%854℃21.52%20.17%22.09%377℃357℃CH3ONa-recycle-2ndNaOH-recycle-2ndNa2CO3-FreshCH3ONa-FreshNaOH-Fresh图3-11原料DMC处理不同时间NaOH和CH3ONa的TG图谱Fig3-11TGpatternofNaOHandCH3ONatreatedwithrawmaterialDMCatdifferenttimesDMC处理后催化剂的SEM分析在图3-12中，显示了催化剂NaOH经过DMC处理50h、CH3ONa经过DMC处理70h以及新鲜Na2CO3的扫描电镜图像，放大倍数均为20000倍。从图中可以发现，所有样品的形貌相似，呈团聚体颗粒结构，NaOH和CH3ONa催化剂失活后的物种可能是Na2CO3。图3-12原料DMC处理的NaOH、CH3ONa以及新鲜Na2CO3的SEM图Fig3-12SEMimagesofDMC-treatedNaOHandCH3ONaaswellasfreshNa2CO33.3.4推测的可溶强碱催化剂失活机理根据反应结果、失活现象和表征分析，我们提出了均相强碱催化剂NaOH和CH3ONa在DMC和EtOH酯交换反应中可能的失活机理，其失活路径如图3-13所示。通过卡尔费休水分测定仪测得反应物中含有少量的H2O，其变化范围为200~500ppm。在DMC和EtOH混合体系中CH3ONa能够完全溶解，以Na+和CH3O-离子的形式存在。CH3O-首先与H2O中的H+结合生成OH-和MeOH，在工业上通常采用DMC共沸蒸馏法去除。游离的OH-会亲核攻击

【参考文献】：
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本文编号：3449851