耐温树脂催化剂热稳定性研究

从反应机理出发,讨论了提高耐温树脂催化剂热稳定性方法的可行性,并且采用静态方法,评价了耐温树脂催化剂的热稳定性,与国内外同类型树脂催化剂比较结果表明,其耐温性达到或超过了其它催化剂的水平。

耐温强酸性阳离子交换树脂催化合成乙酸丁酯

开发了耐温强酸性阳离子交换树脂催化剂，采用此催化剂，以乙酸和正丁醇为原料合成了乙酸丁酯。用13C核磁共振光谱表征了耐温强酸性阳离子交换树脂催化剂的结构；在工业生产条件下，对比了不同强酸性阳离子交换树脂催化剂的活性；以耐温强酸性阳离子交换树脂为催化剂，考察了进料量对乙酸转化率的影响及催化剂的稳定性。实验结果表明，以耐温强酸性阳离子交换树脂为催化剂合成乙酸丁酯，在反应釜温度120℃、分馏柱顶部温度91～92℃、正丁醇与乙酸摩尔比1．02、进料量60mL／h的条件下，乙酸的转化率为95．1％，达到了采用硫酸催化剂时的水平。耐温强酸性阳离子交换树脂催化剂的寿命在500h以上，稳定性好，具有较好的工业化前景。

冷凝—催化燃烧法处理乙烯厂富含水蒸气的恶臭废气

采用冷凝—催化燃烧法处理乙烯厂富含水蒸气的恶臭废气,冷凝过程能够有效地脱除废气中的水蒸气、联苯和联苯醚,催化燃烧过程能够有效地脱除不凝气中的烃类化合物。催化燃烧反应器内装填Pt、Pd、Ce多组分蜂窝状催化剂,在床层空速为15900～40000h-1、反应器入口气温度为300～350℃的条件下,反应器入口气中总烃的体积分数为64.9×10-6～691.0×10-6时,出口总烃的体积分数可降至5.2×10-6～20.0×10-6,总烃的去除率为90%以上,处理后的气体符合国家排放标准。

不同生物柴油对低硫柴油润滑性的改善研究

以蓖麻油、棕榈油、菜籽油、棉籽油、大豆油及花椒油等为原料制备的脂肪酸甲酯及脂肪酸乙酯生物柴油为润滑性改进剂,用高频往复试验机法(HFRR)考察生物柴油对低硫柴油润滑性的改善作用。实验结果表明,蓖麻油脂肪酸甲酯及蓖麻油脂肪酸乙酯生物柴油的改善效果最佳,0.5%的添加量就可使低硫柴油磨斑直径降低到450μm以下,满足标准要求(磨斑直径不大于460μm)。优化蓖麻油脂肪酸甲酯及蓖麻油脂肪酸乙酯生物柴油的复配比例,组成70%的蓖麻油脂肪酸甲酯生物柴油及30%的蓖麻油脂肪酸乙酯生物柴油润滑性改进剂,且0.5%的添加量可使调合后的柴油满足GB 19147—2013车用柴油标准。不同烷氧基链长的生物柴油对低硫柴油润滑性的改善作用没有明显不同。

连续催化精馏合成丁二酸二甲酯

以丁二酸和甲醇为原料、自主开发的耐温阳离子交换树脂为催化剂,采用无催化剂连续预酯化和连续催化精馏组合工艺合成了丁二酸二甲酯。考察了丁二酸进料液态空速、原料配比、反应温度等因素对丁二酸转化率和产物选择性的影响,并考察了催化剂的稳定性。实验结果表明,耐温阳离子交换树脂催化剂的稳定性好,在反应温度为110℃、甲醇与丁二酸的摩尔比为9、丁二酸进料液态空速为0.7 h-1的条件下连续运转2 000 h,丁二酸的平均转化率为99.96%,丁二酸二甲酯的平均选择性为99.93%。FTIR表征结果显示,反应产物的FTIR谱图与丁二酸二甲酯的标准谱图基本一致。该工艺具有良好的工业应用前景。

DZH型顺丁烯二酸酐酯化树脂催化剂的开发

以苯乙烯/二乙烯苯为原料,合成了DZH型树脂催化剂.通过静态/动态等测试方法,研究了树脂催化剂的热稳定性,优化了催化剂合成的工艺条件.制备的DZH型树脂催化剂用于顺丁烯二酸酐酯化反应,在反应温度90～110 ℃、反应压力0.6 MPa、m(甲醇)∶m(顺丁烯二酸酐)1.4、顺丁烯二酸酐空速0.74 h-1条件下,顺丁烯二酸酐转化率≥99.6%,马来酸二甲酯收率≥98.6%.

丁二酸与甲醇单酯化的研究

丁二酸与甲醇在无催化剂的条件下进行单酯化反应,考察了醇酸摩尔比、反应温度、反应时间等因素对丁二酸甲醇单酯化产物酸值的影响,通过正交实验得到单酯化反应的最佳工艺条件;在最佳工艺条件下实验重复性良好,并与其它酯化工艺进行了对比。

马来酸二甲酯的合成研究

以顺酐和甲醇为原料,DZH型树脂为催化剂,合成了马来酸二甲酯.考察了反应温度、反应压力和进料空速对酯化反应的影响.实验结果表明,在反应温度90～110℃、反应压力0.6MPa、甲醇与顺酐质量比为1.4、顺酐空速0.74 h-1的条件下,顺酐转化率大于99.6%,二甲酯收率大于98.6%.

双酚F合成体系热力学和动力学分析

对苯酚与甲醛反应合成双酚F体系进行了热力学分析,通过等键反应设计、G-C基团贡献法和分子模拟等多种方法计算了双酚F合成体系中各物质液态的生成焓和标准熵,计算涉及反应的焓变、熵变、Gibbs自由能变及平衡常数。结果表明:在298—363 K之间,苯酚与甲醛合成双酚F的主、副反应均为放热反应,Gibbs自由能变均为绝对值较大的负值,反应可自发进行,需要开发高选择性的催化剂和适宜的反应条件以控制副反应;各步反应平衡常数很高,反应进行得较完全。此外,通过动力学分析讨论了苯酚/甲醛摩尔比对双酚F选择性的影响,随着苯酚/甲醛摩尔比增加,选择性提高,酚醛摩尔比高于10后变化不明显。

催化燃烧处理有机废气及催化剂中毒的防止

研究了在 Pt、Pd、Ce多组分蜂窝状催化剂上乙醇、环己烷和苯的氧化性能及水蒸气对催化剂活性的影响 ,探讨了如何防止硫化氢和甲硫醇引起的催化剂中毒。

树脂催化剂活性基团的热稳定性研究

借助静态，动态等温测试等手段，比较考察了各种树脂催化剂活性基团的热化学变化行为，结果表明，树脂芳环中引入吸电子基团可抑制树脂催化剂活民生损失，从而可以制得耐温阳离子交换树脂，适度增大单烷基取代芳环含量，是提高树脂耐温活性的有效途径之一。

核磁共振法耐温树脂催化剂分子结构的研究

用ＮＭＲ谱仪定性研究了二乙烯基苯交联聚苯乙烯树脂及其功能化反应后制备的耐温树脂催化剂以及经烯烃水合工艺运转后该树脂催化剂的固体核磁谱。结果表明，树脂经功能化反应，吸电子基团键合在树脂单取代芳环的对位碳上，而活性基团－ＳＯ３Ｈ键连在该单取代芳环的邻位碳上；树脂催化剂经烯烃水合运转，吸电子基团损失很少，活性基团－ＳＯ３Ｈ则有一定程序的流失。

同分异构体对双酚F环氧及其固化物性能的影响

使用分子动力学模拟的方法研究了双酚F三种同分异构体对环氧树脂性能的影响。建立了2,2′-双酚F、2,4′-双酚F、4,4′-双酚F、混合双酚F及双酚A五种结构的环氧树脂元包,计算了密度、均方根位移、自扩散系数,并以4,4′-二氨基二苯甲烷固化环氧树脂,计算了玻璃化转变温度。结果表明:2,2′-和2,4′-双酚F环氧树脂的均方根位移和自扩散系数较高,具有更低的粘度。对位取代的4,4′-双酚F型环氧树脂固化物的玻璃化转变温度最高,为473.0 K,较2,4′-结构高56.9 K,较双酚A型环氧固化物高32.5 K,提高双酚F中4,4′-异构体的含量可制备耐热性较好的环氧树脂。