微通道反应器中环氧油酸甲酯的合成研究

发布时间：2017-06-26 19:19

  本文关键词：微通道反应器中环氧油酸甲酯的合成研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：作为一种可以替代矿物油基润滑油的环境友好型可再生润滑油,改性植物油为缓解石化能源危机和生态环境问题带来了希望。微通道反应器是一类具有极高的传质和传热效率的新型反应器,具有许多常规反应器无法比拟的优势,近年来微通道反应器技术已被广泛应用于科学研究和化工生产等领域。本文利用微通道反应器对植物油进行环氧化改性,对润滑油基础油的生产工艺进行了探索和研究,并对微通道中液-液两相的混合过程进行了研究。设计并构建了一台连续式微通道反应器用于油酸甲酯环氧化反应,对比了错流剪切和对流碰撞两种液-液两相交汇方式对环氧化反应的影响。以EDTA-2Na为稳定剂,考察了稳定剂用量、催化剂用量、反应温度、甲酸与油酸甲酯摩尔比和停留时间对反应环氧化率的影响,并在此基础上进行了正交实验,确定了最优反应条件为:稳定剂用量2%,催化剂用量4%,反应温度70℃,n(C=C):n(甲酸):n(双氧水)=1:9:9,停留时间17min。在此条件下得到的环氧油酸甲酯碘值为8.7gI2/100g,酸值为0.29mgKOH/g,环氧化率达到81.62%。观察了T型微通道中液-液两相错流剪切下液滴的生成过程,结果显示液滴的生成主要分为液滴的形成、液滴被连续相夹断和液滴与分散相脱离三个阶段。测量了微通道中不同流量比下的液滴大小和分布,并计算了两相相接触面积。以去离子水-丁二酸-正丁醇为体系,考察了总流速、流量比以及丁二酸浓度对萃取效率和体积传质系数的影响。结果表明随着连续相与分散相流量比的增大,生成液滴的体积呈减小的趋势,而且液滴分布比较均匀,其与平均直径的偏差都在10%以内,相接触面积随流量比的增大而减小。错流剪切方式混合的液-液两相流体在短时间内就具有较好的传质效率,最高可达79.4%。
【关键词】：环境友好润滑油 微通道反应器 环氧油酸甲酯 微通道 液-液两相混合
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE666
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-29
• 1.1 植物油改性作为润滑油基础油的研究进展11-16
• 1.1.1 环境友好润滑油的研究进展11-12
• 1.1.2 植物油作为润滑油基础油的优缺点12-13
• 1.1.3 植物油作为润滑油基础油的改性方法13-16
• 1.2 微通道反应器研究进展16-22
• 1.2.1 微通道反应器的优点17-19
• 1.2.2 微通道反应器内流体的传质19-22
• 1.3 微通道反应器在有机合成中的应用22-27
• 1.3.1 均相反应22-23
• 1.3.2 非均相反应23-24
• 1.3.3 生物有机反应24-25
• 1.3.4 气-液两相反应25-26
• 1.3.5 液-液两相反应26
• 1.3.6 气-液-固三相反应26-27
• 1.4 本课题的研究内容与意义27-29
• 1.4.1 研究内容27
• 1.4.2 研究意义27-29
• 第二章 微通道反应器的设计与构建29-35
• 2.1 微通道反应器的设计29-31
• 2.2 微通道反应器的构建31-35
• 2.2.1 微通道反应器装置及流程31-32
• 2.2.2 微通道结构32-33
• 2.2.3 微通道反应器装置设计及选型33-35
• 第三章 微通道反应器中环氧油酸甲酯的合成35-49
• 3.1 实验试剂和仪器35-36
• 3.2 环氧化实验方法36
• 3.3 主要分析测试方法36-39
• 3.3.1 酸值的测定36-37
• 3.3.2 碘值的测定37
• 3.3.3 环氧值的测定37-38
• 3.3.4 产物的红外表征38-39
• 3.4 液-液两相交汇方式比较39
• 3.5 环氧化条件的优化39-45
• 3.5.1 稳定剂用量对产物环氧化率的影响40
• 3.5.2 催化剂用量对产物环氧化率的影响40-41
• 3.5.3 反应温度对产物环氧化率的影响41-42
• 3.5.4 甲酸用量对产物环氧化率的影响42-43
• 3.5.5 停留时间对产物环氧化率的影响43-44
• 3.5.6 正交实验44-45
• 3.6 产物红外测试结果分析45-46
• 3.7 反应机理探讨46-47
• 3.8 本章小结47-49
• 第四章 微通道内液-液两相混合过程49-62
• 4.1 实验试剂及装置49-50
• 4.1.1 实验试剂49
• 4.1.2 实验装置49-50
• 4.2 实验流程50-51
• 4.3 数据处理51-53
• 4.3.1 液滴的大小及两相相接触面积51-52
• 4.3.2 萃取效率及体积传质系数52-53
• 4.4 结果与讨论53-61
• 4.4.1 液滴的生成53-55
• 4.4.2 液滴大小及分布55-57
• 4.4.3 相接触面积57-58
• 4.4.4 萃取效率58-59
• 4.4.5 体积传质系数59-61
• 4.5 本章小结61-62
• 结论与展望62-64
• 结论62
• 展望62-64
• 参考文献64-72
• 附录72-73
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果73-74
• 致谢74-75
• 附件75

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