MCPVT研究1，3-丁二烯（BD）氧化反应特性、动力学及产物

发布时间：2025-01-07 02:43

　　1,3-丁二烯（BD）是石油化工的基本原料之一,被广泛应用于橡胶工业和精细化学品行业。BD在生产、使用和贮存的过程中会与氧气接触发生反应产生有爆炸危险性的过氧化物。但有关BD在低温条件下的热稳定性并未得到足够的关注,因此有必要对BD在氧气条件下的反应特性进行研究。本文主要研究内容和结果如下:（1）BD热稳定性和氧化特性根据小型密闭压力容器试验（MCPVT）能精确测定化学反应过程的温度和压力变化特点,采用MCPVT跟踪测定BD在氮气和氧气条件下的氧化过程温度和压力行为,考察BD的热稳定性和氧化反应特性。实验结果表明:在氮气条件下低于388.15 K温度时,BD不发生聚合反应。在氧气条件下,323.15K时已观察到化学反应,且温度越高,氧化反应越明显,随着反应温度的升高,总反应量不断增加。氧化反应分三个阶段:第一阶段为氧化初始阶段;第二阶段为快速氧化阶段;第三阶段为聚合阶段。（2）BD初期氧化反应动力学采用小型密闭压力容器试验（MCPVT）跟踪测定BD在氧气氛围下压力随时间变化（P-t）,利用P-t曲线构建了BD初期氧化反应动力学。实验结果表明:BD与氧气的初期氧化反应为动力学二级,动力学方...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 1,3-丁二烯(BD)简介
        1.1.1 BD的理化性质
        1.1.2 BD的制备
        1.1.3 BD的应用
    1.2 BD氧化反应与危险性
    1.3 BD产物分析与顶空气相色谱-质谱法(HS-GC-MS)
    1.4 MCPVT应用进展及安全性评价
    1.5 有机化合物的自氧化反应
    1.6 有机过氧化物的生成、性质与分析方法
        1.6.1 有机过氧化物的生成及应用
        1.6.2 有机过氧化物的性质及分析方法
    1.7 反应动力学研究
    1.8 课题的研究意义和主要内容
        1.8.1 课题的研究意义
        1.8.2 课题主要研究内容
第二章 1,3-丁二烯(BD)在氧气中的热稳定性
    2.1 实验材料
        2.1.1 实验原料及气体
        2.1.2 实验设备与仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 BD定量取样
        2.2.2 小型密闭压力容器试验装置
        2.2.3 设计MCPVT的原理及特点
        2.2.4 BD在氧气中的氧化反应实验
    2.3 结果与分析
        2.3.1 BD热稳定性
        2.3.2 BD氧化反应的温度效应
        2.3.3 BD氧化反应的氧气效应
    2.4 本章小结
第三章 1,3-丁二烯(BD)氧化反应动力学研究
    3.1 实验材料
        3.1.1 实验原料及气体
        3.1.2 实验设备与仪器
    3.2 实验方法
        3.2.1 BD氧化反应实验
        3.2.2 BD动力学计算方法
        3.2.3 BD氧化反应过渡态热力学计算方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 BD与氧气等物质量下动力学计算
        3.3.2 假一级动力学近似模型
        3.3.3 氧气过量下BD氧化动力学
        3.3.4 BD过量下动力学
        3.3.5 三种条件下动力学分析与比较
        3.3.6 BD氧化反应过渡态热力学
    3.4 小结
第四章 1,3-丁二烯(BD)氧化产物与可能反应途径
    4.1 实验材料
        4.1.1 实验气体及试剂
        4.1.2 实验设备与仪器
    4.2 实验方法
        4.2.1 气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析法
        4.2.2 顶空(进样)-气相色谱-质谱分析法
        4.2.3 红外光谱测试方法
        4.2.4 过氧化物分析
        4.2.5 差示扫描量热仪DSC测试方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 BD氧化反应的气相产物
        4.3.2 BD氧化反应固体产物成分
        4.3.3 红外光谱图
        4.3.4 BD氧化过程中过氧化物生成
        4.3.5 不同过氧化物含量热分解特性研究
        4.3.6 BD在氧气中的反应途径
    4.4 小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表学术论文



本文编号：4024376