聚甲氧基二甲醚的物性预测及缩合反应机理研究
发布时间：2021-08-02 12:51
聚甲氧基二甲醚（DMMn）由于其物性与柴油相近,且以一定比例加入柴油中,可以提高燃烧效率,减少尾气排放中的氮氧化物和颗粒物的含量,被认为是极具发展前景的绿色柴油添加剂。现有的研究主要是对反应物,催化剂,反应条件的探索,而对反应机理的研究较少。本文以甲缩醛和三聚甲醛为反应物,采用密度泛函理论首先对HZSM-5分子筛上合成聚甲氧基二甲醚的四种可能的反应机理进行了理论计算。得出以下结论,1.三聚甲醛先经过两步分解生成甲醛,生成的甲醛再与甲缩醛反应;2.甲醛与甲缩醛反应最有可能遵循甲缩醛分解成碳正离子和甲醇的反应机理。甲缩醛先分解成甲醇和碳正离子,之后分两个方向进行,一个方向是甲醛使碳正离子链增长,另一个方向是甲醇封端。然后研究了水对反应机理的影响。水会改变反应的路径,按以下路径进行,第一步甲缩醛与水反应生成半缩醛和甲醇,第二步甲醛与半缩醛反应使半缩醛的碳链增长,第三步碳链增长的半缩醛与甲醇反应进行封端。之后再以最有可能的反应机理为基础,采用ONIOM2的方法计算,选取HZSM-5、HMOR和HMCM-22三种分子筛研究了孔道结构对反应机理的影响,HZSM-5分子筛酸强度对反应机理的影响。结果...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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选择合适的分子筛和分子??筛改性提供理论依据。??１．５．１?ＨＺＳＭ－５?分子筛??ＺＳＭ－５分子筛［５（），５１］的拓扑结构是ＭＦＩ型，属于中孔分子筛，催化和选择性能较??好，应用普遍。ＺＳＭ－５分子筛的次级结构为五元环，其经过中心对称形成十元环，然??后十元环的直孔道和十元环的正弦孔道交叉形成分子筛的三维立体结构。十元环的直??孔道和正弦孔道的尺寸分别为〇．５５ｎｍｘ〇．５１ｎｍ和０．５３ｎｍｘ〇．５６ｎｍ。ＺＳＭ－５分子筛没??有笼结构，因此在使用时不易积碳导致催化剂失活。图１－２为ＺＳＭ－５分子筛的结构。??图１－２?ＺＳＭ－５分子筛??Ｆｉｇ．?１－２?ＺＳＭ－５?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｉｅｖｅ??ＺＳＭ－５分子筛的一个晶胞中包含１２个不同的Ｔ位［５２］，即根据Ｓｉ原子所在位置的??不同来标记Ｔ位，其中十元环的直孔道上有Ｔ４位和Ｔ１０位，十元环的正弦孔道上有??９??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]三聚甲醛和甲缩醛合成聚甲醛二甲醚[J]. 马靖淼,周同心,魏永梅,李玉安,田恒水. 天然气化工（C1化学与化工）. 2017(06)
[2]缩醛化反应合成聚甲氧基二甲基醚研究进展[J]. 金福祥,宋河远,康美荣,夏春谷,陈静. 化工学报. 2017(12)
[3]聚甲氧基二甲醚的合成及其物理化学性质表征（英文）[J]. 康美荣,宋河远,金福祥,陈静. 燃料化学学报. 2017(07)
[4]聚甲氧基二甲醚的研究进展及前景[J]. 郑妍妍,唐强,王铁峰,王金福. 化工进展. 2016(08)
[5]柴油添加剂聚甲醛二甲醚的研究进展[J]. 李丰,刘志成,李宗耀,张鲁湘,魏灵朝,蒋元力. 工业催化. 2016(06)
[6]合成聚甲氧基二甲醚催化剂研究进展[J]. 王云芳,步长娟,邢金仙. 现代化工. 2015(04)
[7]合成聚甲醛二甲醚的反应动力学[J]. 刘奕,高晓晨,高焕新,石竹,李平. 化学反应工程与工艺. 2014(04)
[8]分子筛催化剂催化合成聚甲氧基二甲醚[J]. 曹健,朱华青,王辉,黄立志,秦张峰,樊卫斌,王建国. 燃料化学学报. 2014(08)
[9]HMCM-22分子筛负载磷钨酸催化合成聚甲醛二甲醚[J]. 张向京,武朋涛,张云,蒋子超,刘婷婷,高晓洋,胡永琪. 化学反应工程与工艺. 2014(02)
[10]Mechanism of chain propagation for the synthesis of polyoxymethylene dimethyl ethers[J]. Yupei Zhao,Zheng Xu,Hui Chen,Yuchuan Fu,Jianyi Shen. Journal of Energy Chemistry. 2013(06)
博士论文
[1]几种微孔分子筛上丁烯异构化和甲烷氧化反应路径的理论计算[D]. 何淼.北京化工大学 2017
[2]H-ZSM-5催化芳烃甲基化反应机理的理论研究[D]. 李玲玲.大连理工大学 2013
硕士论文
[1]聚甲氧基二甲醚的合成与精制研究[D]. 张晓宇.天津大学 2017
[2]聚甲氧基二甲醚合成的酸性树脂催化剂的研究[D]. 潘悦.西北大学 2017
[3]渣油加氢体系相平衡及计算流体力学研究[D]. 赵璐.北京化工大学 2016
[4]聚甲氧基二甲醚的合成研究[D]. 晁伟辉.西北大学 2016
[5]离子液体的预测型热力学模型及在萃取精馏中的强化应用[D]. 刘星.北京化工大学 2013
[6]含离子液体体系的预测型热力学模型及其在化工分离中的应用[D]. 肖利.北京化工大学 2012
[7]H-MCM-22分子筛外表面酸性位吸附性质的理论计算研究[D]. 倪丹.辽宁师范大学 2008
本文编号：3317594
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?ＤＭＭｎ的生产流程图??Ｆｉｇ．?１－１?ＤＭＭｎ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ??
选择合适的分子筛和分子??筛改性提供理论依据。??１．５．１?ＨＺＳＭ－５?分子筛??ＺＳＭ－５分子筛［５（），５１］的拓扑结构是ＭＦＩ型，属于中孔分子筛，催化和选择性能较??好，应用普遍。ＺＳＭ－５分子筛的次级结构为五元环，其经过中心对称形成十元环，然??后十元环的直孔道和十元环的正弦孔道交叉形成分子筛的三维立体结构。十元环的直??孔道和正弦孔道的尺寸分别为〇．５５ｎｍｘ〇．５１ｎｍ和０．５３ｎｍｘ〇．５６ｎｍ。ＺＳＭ－５分子筛没??有笼结构，因此在使用时不易积碳导致催化剂失活。图１－２为ＺＳＭ－５分子筛的结构。??图１－２?ＺＳＭ－５分子筛??Ｆｉｇ．?１－２?ＺＳＭ－５?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｉｅｖｅ??ＺＳＭ－５分子筛的一个晶胞中包含１２个不同的Ｔ位［５２］，即根据Ｓｉ原子所在位置的??不同来标记Ｔ位，其中十元环的直孔道上有Ｔ４位和Ｔ１０位，十元环的正弦孔道上有??９??
?北京化工大学硕士研究生学位论文???Ｔ８位和Ｔ１１位，孔道交叉处为其他的８个Ｔ位。Ａ１原子取代Ｔ１２位的Ｓｉ原子，得到??的分子筛的酸性最强。??１．５．２?ＨＭＯＲ?（丝光）分子筛??ＭＯＲ分子筛［５３１的拓扑结构为ＭＯＲ型，是一维直孔道，属于层状结构，热稳定??性较好。其有八元环和十二元环两种孔道，十二元环作为主孔道。十二元环孔道的孔??径为?０．６５ｎｍｘ〇，７０ｎｍ，八元环孔道的孔径为?〇．３４ｎｍｘ〇．４８ｎｍ?和?０．２６ｎｍｘ〇．５７ｎｍ?两??种。图１－３为ＭＯＲ分子筛的结构。ＭＯＲ分子筛的一个晶胞包含４个不同的Ｔ位［５３，５４］。??Ａ１原子取代Ｔ４位的Ｓｉ原子，得到的分子筛的酸性最强。??图１－３Ｍ０Ｒ分子筛??Ｆｉｇ．?１－３?ＭＯＲ?ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｓｉｅｖｅ??１．５．３?ＨＭＣＭ－２２?分子筛??ＭＣＭ－２２分子筛［５５］的拓扑结构为ＭＷＷ型，属于六方晶系。其包含两种孔道结??构，分别是十元环的正弦孔道和十二元环的超笼，孔道尺寸分别为０．４１ｎｍｘ〇．５１ｎｍ、??０．７１ｎｍｘ〇．７１ｎｍｘｌ．８２ｎｍ，十元环孔道和十二元环孔道不互相连通，但十二元环的超??笼之间由十元环孔道进行连通。ＭＣＭ－２２分子筛的一个晶胞包含８个不同的Ｔ位。??Ａ１原子取代Ｓｉ原子较稳定的Ｔ位为Ｔ］、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ８位［５６，５７］。一般都是取代Ｔ４位??的Ｓｉ原子。此分子筛孔径较大，在工业生产中使用较多。图１－４为ＭＣＭ－２２分子筛??的结构。??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]三聚甲醛和甲缩醛合成聚甲醛二甲醚[J]. 马靖淼,周同心,魏永梅,李玉安,田恒水. 天然气化工（C1化学与化工）. 2017(06)
[2]缩醛化反应合成聚甲氧基二甲基醚研究进展[J]. 金福祥,宋河远,康美荣,夏春谷,陈静. 化工学报. 2017(12)
[3]聚甲氧基二甲醚的合成及其物理化学性质表征（英文）[J]. 康美荣,宋河远,金福祥,陈静. 燃料化学学报. 2017(07)
[4]聚甲氧基二甲醚的研究进展及前景[J]. 郑妍妍,唐强,王铁峰,王金福. 化工进展. 2016(08)
[5]柴油添加剂聚甲醛二甲醚的研究进展[J]. 李丰,刘志成,李宗耀,张鲁湘,魏灵朝,蒋元力. 工业催化. 2016(06)
[6]合成聚甲氧基二甲醚催化剂研究进展[J]. 王云芳,步长娟,邢金仙. 现代化工. 2015(04)
[7]合成聚甲醛二甲醚的反应动力学[J]. 刘奕,高晓晨,高焕新,石竹,李平. 化学反应工程与工艺. 2014(04)
[8]分子筛催化剂催化合成聚甲氧基二甲醚[J]. 曹健,朱华青,王辉,黄立志,秦张峰,樊卫斌,王建国. 燃料化学学报. 2014(08)
[9]HMCM-22分子筛负载磷钨酸催化合成聚甲醛二甲醚[J]. 张向京,武朋涛,张云,蒋子超,刘婷婷,高晓洋,胡永琪. 化学反应工程与工艺. 2014(02)
[10]Mechanism of chain propagation for the synthesis of polyoxymethylene dimethyl ethers[J]. Yupei Zhao,Zheng Xu,Hui Chen,Yuchuan Fu,Jianyi Shen. Journal of Energy Chemistry. 2013(06)
博士论文
[1]几种微孔分子筛上丁烯异构化和甲烷氧化反应路径的理论计算[D]. 何淼.北京化工大学 2017
[2]H-ZSM-5催化芳烃甲基化反应机理的理论研究[D]. 李玲玲.大连理工大学 2013
硕士论文
[1]聚甲氧基二甲醚的合成与精制研究[D]. 张晓宇.天津大学 2017
[2]聚甲氧基二甲醚合成的酸性树脂催化剂的研究[D]. 潘悦.西北大学 2017
[3]渣油加氢体系相平衡及计算流体力学研究[D]. 赵璐.北京化工大学 2016
[4]聚甲氧基二甲醚的合成研究[D]. 晁伟辉.西北大学 2016
[5]离子液体的预测型热力学模型及在萃取精馏中的强化应用[D]. 刘星.北京化工大学 2013
[6]含离子液体体系的预测型热力学模型及其在化工分离中的应用[D]. 肖利.北京化工大学 2012
[7]H-MCM-22分子筛外表面酸性位吸附性质的理论计算研究[D]. 倪丹.辽宁师范大学 2008
本文编号：3317594
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