气液乙炔二聚反应催化剂及过程强化研究

发布时间：2021-11-04 22:24

　　乙烯基乙炔（MVA）,是氯丁橡胶（CR）生产工艺中非常重要的化学中间体,氯丁橡胶因为其在化学和机械上有较好的性能,在酸碱、光照、臭氧、高温等条件下都相对良好的稳定,因此它在建筑材料行业、橡胶制品制造业、粘合剂制造等生产业中有着广泛且不可或缺的应用价值。目前MVA主要是通过乙炔二聚反应来生产,此路线对煤的依赖性较大,这对应着我们国家的能源特点。然而,乙炔二聚反应过程中所采用的纽兰德催化剂（Nieuwland Catalyst,NC）催化效果不佳,具有着较低C₂H₂转化率、副产物较多、寿命相对较短等缺点,这极大地制约了通过乙炔法生产CR单体的生产路线。课题组前期报道含氮羧酸改性NC可有效提高催化剂效率,基于此,本论文进一步研究了膦酸改性NC和磺酸改性NC对于乙炔二聚反应的影响。与此同时,开展了针对反应过程强化的研究,以期改善传统NC的缺点及不足。具体工作如下:（1）筛选和优化了N,N-双（膦羟甲基）甘氨酸（P₁）、利塞膦酸（P₂）、胞苷-5’-磷酸（P₃）、2-羟基膦酰基乙酸（P<... 

【文章来源】：石河子大学新疆维吾尔自治区 211工程院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 文献综述
    1.1 乙烯基乙炔简介
    1.2 乙烯基乙炔的主要下游产物
        1.2.1 氯丁二烯
        1.2.2 丁烯酮
        1.2.3 二乙烯基醚
    1.3 乙烯基乙炔主要用途(生产氯丁橡胶)
        1.3.1 氯丁橡胶
        1.3.2 氯丁橡胶制备工艺
        1.3.3 国内外氯丁橡胶工艺技术的发展情况
    1.4 乙烯基乙炔的主要合成方法(电石乙炔法)
    1.5 乙炔二聚反应国内外研究现状
        1.5.1 催化剂结构
        1.5.2 催化机理
        1.5.3 配体改性
        1.5.4 双金属催化
        1.5.5 反应设备过程强化
    1.6 选题依据和本论文的研究内容
        1.6.1 选题依据
        1.6.2 研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验药品
    2.2 实验仪器
    2.3 催化剂性能评价方法
        2.3.1 催化剂性能评价装置
        2.3.2 催化剂性能方法
    2.4 催化剂表征仪器及测试方法
        2.4.1 傅里叶变换红外光谱
        2.4.2 X射线光电子能谱分析
        2.4.3 X射线衍射仪
        2.4.4 热重分析
        2.4.5 场发射透射电子显微镜
        2.4.6 程序升温脱附技术
        2.4.7 电感耦合等离子体质谱分析
第三章 膦酸改性纽兰德催化剂用于乙炔二聚的性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 乙炔二聚催化剂配制及性能测试
        3.2.2 液体催化剂处理(用于表征)
    3.3 催化剂性能评价
        3.3.1 不同膦酸配体改性纽兰德催化剂的性能测试
        3.3.2 利塞膦酸的不同用量对P_2-NC的乙炔二聚反应催化性能影响
        3.3.3 不同空速对S_8-NC的乙炔二聚催化性能影响
        3.3.4 P_2-NC用于乙炔二聚反应中的寿命测试
    3.4 催化剂表征分析
        3.4.1 膦酸配体P_2的添加对液体催化剂的影响
        3.4.2 膦酸配体P_2的添加对催化剂微观结构的影响
        3.4.3 膦酸配体P_2对催化剂官能团的影响
        3.4.4 膦酸配体P_2和催化剂之间的配位能力
        3.4.5 膦酸配体P_2对活性组分Cu化合价的影响
    3.5 本章小结
第四章 磺酸改性纽兰德催化剂用于乙炔二聚的性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 乙炔二聚催化剂配制及性能测试
        4.2.2 液体催化剂处理(用于表征)
    4.3 催化剂性能评价
        4.3.1 不同磺酸配体改性纽兰德催化剂的性能测试
        4.3.2 苯肼-4-磺酸的不同用量对S_8-NC的性能影响
        4.3.3 不同温度对S_8-NC的性能影响
        4.3.4 不同空速对S_8-NC的性能影响
        4.3.5 S_8-NC用于乙炔二聚反应中的寿命测试
    4.4 催化剂表征分析
        4.4.1 磺酸配体S_8的添加对pH值和液体催化剂的影响
        4.4.2 磺酸催化剂组成的分析(TG/DTG)
        4.4.3 磺酸配体S_8对催化剂微观形貌的影响
        4.4.4 磺酸配体S_8对催化剂官能团的影响
        4.4.5 磺酸配体S_8对活性组分Cu的化合价变化的影响
    4.5 本章小结
第五章 微通道反应器用于乙炔二聚的过程强化探索
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 催化剂溶液的制备
        5.2.2 微通道反应器的实验测试
    5.3 微通道反应器对乙炔二聚的强化测试
        5.3.1 催化剂溶液浓度对强化效果的影响
        5.3.2 微通道反应器温度对强化效果的影响
        5.3.3 微通道反应器中乙炔流速对强化效果的影响
        5.3.4 微通道反应器中配体改性催化剂对强化效果的影响
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种高强度氯丁橡胶及其制备方法[J]. 赵敏.  橡胶工业. 2019(12)
[2]微通道反应器共沉淀法制备钴掺杂一氧化锰及其储锂性能[J]. 杨洋,何亮,张亚男,龙云飞,苏静,文衍宣.  无机盐工业. 2019(12)
[3]微通道反应器中1-甲氧基-2-丙醇的连续合成[J]. 朱桂琴,何伟,方正,郭凯.  南京工业大学学报(自然科学版). 2019(05)
[4]微通道反应器在合成工艺改进中的应用研究进展[J]. 朱梅,漆亚云,甘宜远,胡伟男,唐思雨,欧阳贵平,王贞超.  合成化学. 2019(11)
[5]乙炔和金属盐共存对电石法PVC生产安全性的影响[J]. 钟劲光,王勤获,刘瑞艳,刘星.  聚氯乙烯. 2019(08)
[6]微通道内气-液两相传质过程行为及其应用[J]. 尧超群,陈光文,袁权.  化工学报. 2019(10)
[7]高剪切反应器对乙炔二聚液相催化反应的影响[J]. 张启霞,游延贺,谢建伟,代斌,张金利.  石河子大学学报(自然科学版). 2019(01)
[8]微反应器内苯甲醚连续合成[J]. 王瀚琳,王德强,王凯,骆广生.  化工学报. 2019(03)
[9]微反应器在硝化反应中的应用[J]. 曾丽媛,毛明珍,王威,王伦,张建功,宁斌科.  化学试剂. 2018(11)
[10]炭黑填充氯丁橡胶胶料用新型促进剂和硫化剂[J]. 王进文.  世界橡胶工业. 2017(11)

博士论文
[1]炔烃氢氯化、水合以及二聚反应研究[D]. 徐彩霞.天津大学 2014

硕士论文
[1]乙炔二聚合成乙烯基乙炔研究及应用[D]. 刘博.吉林大学 2016
[2]乙炔二聚非水相催化体系的研究[D]. 刘海月.石河子大学 2016
[3]改性Nieuwland催化剂强化水体系下乙炔二聚的研究[D]. 黄蓉.重庆大学 2016
[4]乙炔二聚反应中催化剂优化研究[D]. 尹利娟.重庆大学 2014
[5]乙炔二聚制备乙烯基乙炔的优化研究[D]. 余亚玲.重庆大学 2013
[6]乙炔二聚水体系中催化剂优化研究[D]. 彭敏.重庆大学 2012
[7]乙炔二聚合成乙烯基乙炔反应过程的研究[D]. 马纪翔.重庆大学 2012
[8]乙炔二聚中高聚物的成因及控制方法研究[D]. 郑习霞.重庆大学 2010



本文编号：3476516