钛硅-1分子筛催化丙酮氨氧化反应条件优化

采用逐级优化的单因素实验考察钛硅-1分子筛(TS-1)催化丙酮氨氧化合成丙酮肟的反应条件.结果表明:催化剂用量、氨酮摩尔比、氧酮摩尔比、氨水及双氧水滴加时间、氨水及双氧水滴加组合模式、叔丁醇与水体积比及反应温度等因素对反应效果影响较显著.适宜的反应条件为:每mol丙酮催化剂用量4g以上,氨酮摩尔比2.0以上,氧酮摩尔比1.0～1.4,氨水及双氧水滴加时间不小于1h,且同时滴加完毕,后续反应时间不小于1h,V(叔丁醇)/V(水)=2.3,反应温度70℃.在此优化反应条件下,丙酮转化率可达95%,丙酮肟选择性为98%.

TS-1催化丙酮氨氧化制丙酮肟的本征动力学研究

丙酮肟是一种优良的除氧剂。TS-1催化丙酮氨氧化合成丙酮肟是一种新型绿色工艺。借助高效液相色谱技术,研究了在TS-1分子筛催化下以氨、过氧化氢直接氧化丙酮为丙酮肟的本征反应动力学。在本实验条件下,TS-1催化剂平均粒径为200nm,内扩散可以忽略,当搅拌速度大于580r·min-1时,外扩散已基本消除,反应进入动力学控制区;反应对于丙酮、过氧化氢和氨的反应级数分别为0.87、0.05和1.0,反应活化能为101.88kJ·mol-1,反应指前因子为5.20×1013mol-0.92·L0.92·min-1。这可为TS-1催化-膜分离耦合制备丙酮肟过程开发提供基础数据。

陶瓷膜分离钛硅分子筛的实验与模型计算

在面向过程的陶瓷膜材料设计理论模型的基础上，以TS-1钛硅分子筛悬浮液固液分离为应用体系，计算了陶瓷膜分离过程的操作条件与渗透性能的关系，与实验结果有良好的一致性．计算表明，对于平均粒径为290nm的钛硅分子筛体系，陶瓷膜存在最优孔径区间（200～300nm），使膜保持高渗透通量．孔径小于200nm时膜通量随孔径增大而增大，孔径大于300nm时膜通量随孔径增大而减小；采用孔径为200nm的陶瓷膜过滤钛硅分子筛，渗透通量随时间的变化关系与模型预测结果一致，稳定通量达到800L／（m^2·h）．