制药工程专业有机化学实验绿色化教学改革的实施

绿色化学理念对有机化学实验教学改革有重要意义。围绕绿色化学的核心内容,提出通过对实验准备绿色化、合理设计实验、采用微型实验、合理处理三废、采用多媒体辅助教学等措施减少有机化学实验对环境的污染,节约实验经费,达到有机化学实验教学绿色化的目的。

温度对β分子筛苯液相烷基化性能的影响

温度对β分子筛催化苯与乙烯液相烷基化反应性能的影响较大,本文从催化剂及反应角度两方面研究了温度对催化剂性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、N_(2)物理吸附-脱附(BET)及吡啶吸附傅里叶变换红外光谱(Py-FTIR)等方法对自制的β分子筛进行表征,并考察了不同温度下β分子筛在苯与乙烯液相烷基化反应中的催化性能。结果表明,随温度升高,乙烯转化率升高,乙苯选择性降低,二乙苯选择性增加,其中,邻二乙苯选择性降低,对二乙苯选择性增加。同时,随温度升高,β分子筛上B酸量减少,主要为桥式羟基B酸和端基硅羟基B酸的减少。表明反应温度对乙烯转化率的影响主要受动力学控制;而温度对产物选择性的影响主要来源于温度对B酸量变化的影响,其中,乙苯选择性与B酸量有正相关性,邻二乙苯选择性与桥式羟基B酸量和端基硅羟基B酸量有正相关性。

反应压力对HZSM-5催化正癸烷裂解反应性能影响

以HZSM-5分子筛为原料,制备具有微米及纳米尺寸的HZSM-5/MCM-41微孔-介孔复合分子筛催化剂。通过调节反应压力,探究催化剂在不同反应条件下对正癸烷催化裂解反应的影响。结果表明,在低压条件下,反应流体密度随系统压力升高而增大,有利于低碳烯烃芳构化,从而使得低碳烯烃选择性降低;当压力进一步增至高压时,主要裂解产物均位于近临界或超临界状态,进而降低低碳烯烃芳构化程度,提高低碳烷烃含量。

离子液体改性钌基催化剂乙炔氢氯化反应性能

选取1-丁基-3-甲基咪唑氯化物为离子液体助剂制备钌基催化剂,并对其进行小试、模式和工业侧线的乙炔氢氯化反应催化性能评价,采用BET、ICP、TG、UV-Vis等多种表征手段分析钌催化剂失活原因。结果表明,离子液体的添加能够显著降低催化剂的表观活化能,提高催化剂活性,其中离子液体负载量为质量分数5%时,催化剂性能最佳,在小试以及模式中表现出优异的活性和稳定性。工业侧线运行时,催化剂初期活性优异,但随着反应温度的提高,催化剂失活加快。分析催化剂失活原因主要是离子液体助剂携带活性组分流失,催化剂表面积炭及活性组分被还原,其中助剂及活性组分的流失占主导地位。

CO_(2)气氛下SiO_(2)改性TiO_(2)催化乙苯脱氢工艺研究

采用溶胶-凝胶法制备TiO_(2)-SiO_(2)催化剂,研究SiO_(2)负载量对TiO_(2)-SiO_(2)催化剂活性、稳定性的影响。考察反应温度、乙苯空速及催化剂粒径对乙苯脱氢制苯乙烯工艺的影响,并对催化剂进行BET及SEM表征。结果表明,TiO_(2)-SiO_(2)催化剂对乙苯脱氢制苯乙烯有较好的活性,当SiO_(2)的负载质量分数为20%时,乙苯转化率和苯乙烯选择性显著提高。SEM证明当SiO_(2)负载质量分数为20%时,TiO_(2)-SiO_(2)催化剂表面较光滑,颗粒细小且分布均匀,并呈现疏松多孔状结构。

碳酸二甲酯合成技术研究进展

碳酸二甲酯是重要的有机合成中间体,应用领域广泛。综述碳酸二甲酯的主要生产技术工艺,包括光气法、酯交换法、氧化羰基化法、甲醇与CO_(2)合成法、甲醇与尿素合成法、草酸二甲酯脱羰基法等。对比各种方法的优缺点,并对未来的发展进行展望。

C_(3)N_(4)原位负载镍金属催化剂上对氯硝基苯选择性加氢性能

采用原位直接焙烧的方法制备镍负载型催化剂Ni@C_(3)N_(4),用于对氯硝基苯加氢催化。BET、XRD和TEM等方法对催化剂表征表明,催化剂具有高比表面积、高活性及二维堆叠结构。针对不同镍负载量的催化剂,考察反应压力和反应温度对于对氯硝基苯加氢反应的影响,并对催化剂稳定性进行评价。结果表明,当镍盐与三聚氰胺质量比为5∶5时,催化效果最佳。在反应压力1 MPa和反应温度60℃时,催化剂展现出优异的对氯硝基苯加氢催化性能,对氯硝基苯转化率为99.9%,对氯苯胺选择性高于95%,催化剂使用5次后活性未明显降低。

甲烷转化制乙烯技术研究进展

根据目前甲烷制乙烯技术的现状,阐述现阶段甲烷偶联的几种反应途径与各自特点以及目前甲烷偶联反应器的设计。具体论述甲烷偶联的氧化偶联、非氧化偶联两种途径,并基于不同的反应温度对每种途径下的化学方法和电化学方法分别进行概括总结。并讨论目前甲烷偶联的反应器设计趋势与调整策略。针对目前甲烷偶联制乙烯几种反应途径的难点和反应器设计趋势,提出未来催化剂设计和反应器设计方面的研究重点。

催化丙烯选择性环氧化制备环氧丙烷研究进展

环氧丙烷(PO)是重要的有机化工原料,主要用于生产聚醚多元醇、丙二醇和各类非离子表面活性剂等。综述近年来催化丙烯选择性环氧化制备环氧丙烷的研究进展,包括以氧气、H_(2)O_(2)、原位合成H_(2)O_(2)和有机过氧化物为氧化剂的催化工艺,并展望催化丙烯环氧化的绿色催化工艺和研究方向,未来需重点研究仿生催化、原位合成H_(2)O_(2)、高选择性催化剂的设计和催化反应机理等。

过氧化氢氧化苯羟基化制苯酚研究进展

苯酚作为一种重要的工业原料,以H_(2)O_(2)为氧化剂氧化苯制苯酚已成为苯酚制备的重要途径。综述H_(2)O_(2)体系中铁基、铜基和钒基等单金属/多金属基以及非金属等非均相催化剂在苯羟基化制苯酚中的研究进展,着重讨论催化剂催化性能以及反应机理,为多相体系中催化剂的设计以及苯酚的制备提供新思路。

温度对甲醇合成过程中副产物含量的影响

工业生产甲醇过程中,因吸附含硫化合物或催化剂活性位烧结导致的活性位减少,使甲醇合成催化剂在整个生命周期内需要通过适当的提温来弥补其性能的衰减,由于提温改变催化反应的热力学平衡,会产生较多副产物。部分工厂在使用中后期大多会出现催化剂选择性差的问题,甚至出现结蜡情况。主要研究反应温度变化对甲醇合成反应产物中副产物含量的影响,提出甲醇合成过程中判定结蜡程度的参考方法,为工厂生产运行和催化剂的技术开发提供参考建议。

流化床法硝基苯加氢制苯胺

在分析流化床中硝基苯加氢制苯胺工艺条件的基础上,讨论催化剂流化状态、硝基苯质量、氢气质量、氢油比、硝基苯进床温度、反应温度、反应压力和催化剂等各工艺条件对反应的影响,针对工业生产实际操作条件和数据,排除部分工艺条件对反应的影响,对流化床法苯胺产品中轻组分来源进行解析,对工业生产操作具有指导意义。

无溶剂下钴卟啉/NHPI催化甲苯选择性氧化制备苯甲醛

以钴卟啉/N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)为催化剂,分子氧为氧化剂,在无溶剂的条件下,研究温和条件下催化甲苯选择性氧化制备苯甲醛的工艺。在甲苯0.2 mol、钴卟啉物质的量分数1×10^(-4)%、NHPI物质的量分数0.25%、70℃、O_(2)压力2.0 MPa和3 h优化条件下,甲苯转化率为5.5%,苯甲醛、苯甲醇和苯甲酸选择性分别为88.0%、10.2%和0.8%。通过原位红外和电子顺磁共振波谱仪等表征方法,表明该反应机理为典型的自由基反应过程。

分子筛烷基化乙苯生产技术进展

乙苯是重要的有机原料,主要用来生产苯乙烯,进而制造工程塑料和合成橡胶等。早期的乙苯工业生产主要采用腐蚀性强和三废排放严重的AlCl 3工艺,自1970年美孚公司和Badger公司开发出无腐蚀、无污染的分子筛烷基化制乙苯技术起,分子筛烷基化制乙苯技术得到了长足的发展,成为当今乙苯生产的主流技术。按反应工艺的不同从气相法和液相法的角度对分子筛烷基化制乙苯技术进行介绍。分子筛气相烷基化制乙苯技术可以纯乙烯、生物乙醇和稀乙烯为原料,具有催化剂抗毒能力强、工艺流程简单以及装置灵活等特点;分子筛液相烷基化制乙苯技术可分为EBOne工艺、EBMax工艺和CD-TECH工艺,具有反应温度低和杂质含量少等特点。着重阐述我国在乙苯生产技术自主创新上取得的突出进展,并从原料多样化、装置大型化、过程低碳化和分子筛催化剂制造清洁化四个方面对我国乙苯生产技术进行展望。

丙烯共聚生产中水捞料增多的原因分析

聚丙烯装置在丙烯共聚生产运行中出现了水捞料量增加的现象,对生产造成不利影响。分析水捞料形成的原因,对如何减少水捞料产量进行探讨,制定并实施相应的解决措施。结果表明,影响水捞料产生的主要因素有旋风分离器分离效果,汽蒸罐失活效果,原料均聚反应程度,单体共聚反应时间和催化剂性能等。针对水捞料产生的因素采取相应措施后,水捞料含量(ω)由原来的0.110%减少至0.007%。水捞料含量的减少可有效提升丙烯共聚装置的运行效益。

乙炔法合成氯乙烯用金基催化剂的再生研究

利用物理吸附和同步热重分析手段对失活前后的乙炔法合成氯乙烯用金基催化剂进行表征。结果表明,积炭是导致金基催化剂失活的最主要原因之一。通过高温焙烧、王水煮沸和双氧水浸泡等处理,对失活的金基催化剂进行再生研究,在固定床反应装置上对其乙炔氢氯化反应性能进行评价。结果显示,再生的金基催化剂在反应温度(130~170)℃、乙炔空速30 h^(-1)、氯化氢与乙炔体积比为1.05∶1的条件下,运行5000 h后的乙炔转化率≥85%。

高密度液体碳氢燃料合成及应用进展

介绍了高密度碳氢燃料合成及应用的最新进展。从原料、合成路线、性能特征、成本等方面评价了各种高密度碳氢燃料的优缺点和应用前景。分析了高密度碳氢燃料合成与应用的共性特征,提出燃料分子设计与定向合成、燃料复配等急需解决的问题,提出了下一步工作的重点。

密度大于1的高密度液体碳氢燃料合成及复配研究

以双环戊二烯为原料合成了三种高密度燃料组元C10、C15及C20,其密度依次增加,但低温性质逐渐变差。为制备密度大于1且低温性质良好的高密度燃料,进行二元及三元复配,建立了复配燃料密度及低温粘度与组成的关系。C10可显著改善燃料的低温性质,而C20则可提高燃料密度。确定了兼具高密度和低粘度的燃料组成区域:C15为主组分,C10含量低于25%,C20的含量低于10%。此组成的复配燃料密度大于1 g.cm-3(15℃),净热值达42.0 MJ.L-1,粘度小于500 mm2.s-1(-40℃),倾点小于-70℃,具有良好的应用前景。

V-P/HZSM-5催化乙醇流化床脱水制乙烯

分别采用P、V和V-P改性HZSM-5,在自行设计的流化床装置上评价其对乙醇脱水制乙烯的催化性能。采用X射线荧光光谱(XRF)、X射线粉末衍射(XRD)、吡啶吸附红外光谱(Py-IR)、比表面积分析(BET)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂的物化性能进行表征,同时考察了不同催化剂制备条件和催化反应条件等工艺因素对催化剂性能的影响。结果表明,V-P复合改性HZSM-5比P和V单独改性的催化效果好,在P和V原子比为7.5、焙烧温度300℃、反应温度220℃、乙醇进样流速0.1 mL.min-1和催化剂用量3.0 g条件下,乙醇的转化率和乙烯的选择性分别高达96.9%和93.5%,具有稳定的初期活性。同时,该催化剂对低浓度乙醇的脱水反应表现出较佳的催化活性。

HZSM-5分子筛上甲苯择形甲基化反应积炭行为探讨

将水热合成法制备并改性的HZSM-5分子筛催化剂应用于甲苯甲醇甲基化反应,催化剂表现出良好的甲苯转化率和二甲苯对位选择性。采用程序升温氧化法、固体紫外-可见吸收光谱、核磁共振法和气相色谱串联质谱法等研究催化剂的积炭行为。结果表明,反应介质甲醇中的氧未参与积炭形成,积炭成分较为单一,均由碳氢两种元素组成。积炭分为可溶的芳烃和稠环芳烃及其衍生物以及不可溶稠环芳烃、石墨前驱体、石墨等中的一种或几种混合物。甲苯与甲醇作为反应底物同时存在也决定了可溶性成分中单甲基或多甲基取代芳烃占大多数。早期积炭主要分布于分子筛孔道,积炭组成和分布由分子筛孔道结构和外表面酸性、反应物性质与反应条件决定。