微通道反应器内α-烯烃连续磺化工艺的实验研究

α-烯烃磺酸钠(AOS)是具有良好生物降解性、润湿性、低刺激性的阴离子表面活性剂。利用微通道反应器,分别以1-十四烯(AO)和混合烯烃为原料,SO_(3)为磺化剂,考察了磺化温度、SO_(3)/AO摩尔比、磺化剂质量分数、停留时间等工艺条件对活性物AOS含量的影响规律。结果表明:1-十四烯磺化最佳工艺条件为磺化温度40℃、SO_(3)/AO摩尔比为1.2、SO_(3)质量分数为10%;混合烯烃磺化最佳工艺条件为磺化温度50℃、SO_(3)/AO摩尔比为1.1、SO_(3)质量分数为10%。增大流速有利于强化传质过程、提高产物中活性物AOS含量;延长停留时间会加剧副反应发生、降低产物中活性物含量。微通道反应器内α-烯烃磺化是以传质为主的强放热反应,热量移除及时,反应过程易于控制,可有效提高产品质量,大大增强生产工艺的本质安全性,对于开发煤基α-烯烃下游产品具有实际意义。

烯烃聚合用茂金属催化剂研究进展

综述了主流的非桥联型、桥联型、限定几何构型和吡啶氨基型中典型的6个茂金属催化剂在乙烯与α-烯烃高温溶液聚合方面的应用。为了探究桥联型茂金属催化剂微观结构与烯烃聚合活性的内在关系,着重分析了4个茂金属催化剂的几何结构参数,揭示了该类催化剂通过改变配位空间以提高聚合性能的方向。

国内首套ORP除烯烃装置的工艺及应用研究

美国UOP公司新研制的ORP除烯烃装置首次在中国石油广东石化公司260万t/a芳烃联合装置进行了工业应用。该装置用于脱除重整上游重整生成油中的烯烃,在45~110℃工作温度､2.1 MPa操作压力､5.0质量空速条件下,可满足下游吸附分离单元对进料中溴指数低于20×10^(-6)的进料要求。通过与传统的酸性白土吸附工艺的对比,分析其工艺､操作､参数和配备设施等情况,研究表明,该ORP除烯烃装置具有低生产成本､催化剂可在线再生､大幅降低固废产生､可根据不同生产状况及时进行调整等优点。

环烯烃共聚物和均聚物性能对比

环烯烃聚合物具有高耐热性、高韧性、高透明性和高尺寸稳定性,已成为玻璃材料的理想替代品,并在光学和医疗领域展现出广泛的应用前景。为了揭示环烯烃聚合物化学结构与性能之间的内在联系,为新材料的研发与定制奠定基础,通过体视显微镜、接触角测试仪、紫外-可见分光光度计、凝胶渗透色谱仪、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪、差示扫描量热仪、核磁共振波谱仪等对两种典型的环烯烃聚合物材料—环烯烃共聚物(COC)和环烯烃均聚物(COP)的性质进行了详细的对比。结果显示,COP的透光率比COC高,COP疏水性比COC的强,COC的重均分子量和数均分子量比COP的大,分子量分布稍宽;COP的红外特征吸收峰在920 cm^(-1)和815 cm^(-1)处,COC的红外特征吸收峰在1141,773,715 cm^(-1)处;COC和COP的初始分解温度和最大分解温度基本一致,且表现出一个玻璃化转变温度,没有熔融峰的出现,这说明COC和COP都是无定形的;核磁共振碳谱显示COC的化学位移δ在32~36以及46.5~50处出现特征峰,而COP的化学位移δ在51~52和46处出现特征峰。

环烯烃开环易位聚合物的合成

采用MoCl_(5)为核心的齐格勒-纳塔催化剂合成降冰片烯-四环十二烯的开环易位聚合物,实现稳定的100%单体转化率,凝胶率0%。并采用Al_(2)O_(3)负载的Ru催化剂和SiO 2/Al_(2)O_(3)负载的Ni金属催化剂对相同的降冰片烯-四环十二烯开环易位聚合物进行非均相加氢,可实现100%的加氢率,且简单过滤即可将催化剂与聚合物溶液完全分离。两种加氢催化剂的产品具有不同的性质,Ni负载催化剂最佳反应条件:催化剂含量10%、反应温度190℃、初始氢气压力4 MPa、反应时间2 h,加氢产物的熔融指数76 g·min^(-1),玻璃化转变温度126℃;Ru负载催化剂最佳反应条件:催化剂含量2%、反应温度180℃、初始氢气压力4 MPa、反应时间2 h,加氢产物的熔融指数10 g·min^(-1),玻璃化转变温度131℃。

改性生物炭作为聚α-烯烃添加剂的摩擦学性能研究

将在不同温度下热解的棉花秆粉末进行球磨处理与碱化改性后得到纳米生物炭材料,并采用拉曼光谱、傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱(XPS)对其进行表征。将纳米生物炭粉末加入聚α-烯烃-6(PAO6)中制备纳米生物炭润滑油,通过粒度分析和自然沉降观测表征其分散稳定性,并考察其润湿性能和摩擦学性能。结果表明:改性处理能提高生物炭含氧官能团的数量从而提升纳米润滑油的润湿性;加入700℃处理的生物炭制成的质量分数0.2%的纳米润滑油性能最佳,与PAO6相比,摩擦因数下降21.2%,磨损量下降43.0%。基于生物炭纳米润滑油理化特性,结合磨损表面XPS分析与形貌分析,将NBC能够改善PAO6摩擦学特性归因于:NBC作为一种薄片状的类二维材料,其中还包括部分极小的颗粒状物质,使其同时发挥层间材料的剪切效应与颗粒材料的填补修复效应;此外,纳米生物炭的添加也可以通过提升润湿性改善局部细缝的摩擦特性,并促进含Fe_(3)O_(4)摩擦膜的形成。

快速合成Cu-SAPO-34分子筛及其甲醇制烯烃催化性能

通过引入含铜分子筛晶种作为铜源、10 h快速合成出Cu-SAPO-34分子筛,并与传统的水热合成法和铜胺络合物引入铜源的方式进行对比,同时利用XRD、SEM、IR、TPD和微反等手段表征样品的结构和甲醇制烯烃(MTO)催化性能。结果表明:与常规合成方法相比,快速合成法可在10 h制备出结晶度在86.24%,固体收率达到94.65%的Cu-SAPO-34分子筛,其乙烯+丙烯选择之和达到81.26%;与添加铜胺络合物相比,加入含铜分子筛晶种的方式引入铜元素,更合适于快速合成法,避免了铜无法与分子筛骨架结合的问题;通过调整含铜分子筛晶种的性质及加入量,可以快速合成晶粒直径在470 nm的纳米Cu-SAPO-34分子筛,固体收率达到96.72%,乙烯+丙烯选择之和达到86.24%。

C_(4)烯烃转化制丙烯工艺及催化剂研究

目的开发C_(4)烯烃催化裂解制丙烯工艺和催化剂制备工艺技术,完成小试和工业侧线试验。方法采用固定床评价装置考查了催化剂配方、改性及工业条件对催化剂活性、选择性、稳定性能的影响。结果以ZSM-5分子筛为活性组分的催化剂在C_(4)烯烃转化制丙烯反应中具有较好的活性、选择性、稳定性和再生性,磷的引入未改变催化剂的晶型结构,但降低了催化剂酸性位点数量,并调节了催化剂的n(B酸)/n(L酸),随着磷负载量增加到5%(w),分子筛中磷与铝的相互作用逐渐增强,磷可以和骨架铝和非骨架铝相互作用。结论C_(4)烯烃的转化率达到80%以上,丙烯的选择性达到35%~45%,催化剂的单程寿命达到一个月以上,且经再生后,再生恢复率达95%。

烯烃的可调控区域选择性7-endo或6-exo碘环化有机综合实验设计

该文将科研成果“烯烃的可调控区域选择性7-endo或6-exo碘环化反应”设计转化为有机综合教学实验。考察了溶剂、温度、碱以及气体氛围对反应选择性和实验结果的影响。这种对相同实验进行对比研究的有机合成方法学策略,不仅能够使学生实践科研有机合成实验的基本过程,调动学生的学习积极性,培养科研创新能力和综合实践能力,还很好地实现了教学实验与科研实验的结合。

有机化学“烯烃”课程思政教学案例的挖掘

深度挖掘专业课程中蕴含的思政元素,扩大知识面、提升学生的思想政治觉悟,激发学生的学习兴趣,提高课堂学习效率,构建全方面育人和全程育人,是课程思政的重要使命。本文以烯烃为例,通过塑料制品的成分、使用和分解途径的简介,进一步强化“绿水青山就是金山银山”的环保观念;通过我国ECMO膜的研发成功案例,启示学习的意义及坚持“四个自信”的坚定信念,从而丰富思政教学案例,培养具有正确学习观和良好价值素养的新型人才。

钪改性ZSM-5分子筛的制备及其在甲醇制烯烃反应中的催化性能

通过原位合成的方式,成功将Sc原子引入ZSM-5催化剂的骨架中,且制备的Sc改性ZSM-5沸石分子与ZSM-5的拓扑结构(MFI型)相同。通过X线衍射(XRD)谱图及扫描电镜(SEM)可以发现,Sc-ZSM-5的晶体结构未发生明显变化,未发现共生相。根据SEM及N2吸脱附测试可以发现,其小晶粒堆积的形貌结构形成了明显的微介孔复合多级孔结构。通过X线光电子能谱(XPS)、能量色散X谱(EDS)、电感耦合等离子体原子发射谱仪(ICP-AES)等手段对其进行表征,发现Sc原子成功地进入ZSM-5催化剂的骨架中。将离子交换后的H型Sc-ZSM-5分子筛用于甲醇制烯烃(MTO)的反应,并与传统的ZSM-5分子筛反应结果进行比较。Sc-ZSM-5因具有更加开放的孔道结构,表现出略高于传统ZSM-5的催化寿命。此外,Sc改性分子筛中的Sc通过调节ZSM-5的酸度以及Al的空间和骨架分布显著提高了丙烯以及低碳烯烃的选择性。

中科院大连化学物理研究所科研成果介绍 甲醇制取低碳烯烃第二代(DMTO-Ⅱ)技术

负责人:刘中民电话:0411-86649777-6617联络人:沈江汉E-mail:shenjh@dicp.ac.cn学科领域:能源化工项目阶段:成熟产品项目简介及应用领域DMTO-Ⅱ技术是在DMTO技术基础上将甲醇制烯烃产物中的C_(4)+组分回炼,实现多产烯烃的新一代甲醇制烯烃工艺技术。DMTO-Ⅱ技术的主要特点有:(1)C_(4)+转化反应和甲醇转化反应使用同一催化剂;(2)甲醇转化和C_(4)+转化系统均采用流化床工艺;(3)甲醇转化和C_(4)+转化系统相互耦合。

大化所CO_(2)制轻质烯烃催化剂研究获进展

近日,中科院大连化学物理研究所研究团队开发出ZnZrO_(x)/SSZ-13串联催化剂,用于CO_(2)加氢制轻质烯烃,其中C_(2)~C_(4)烯烃选择性为89.4%,丙烯选择性为52%,甲烷选择性则降至2%,且无明显失活现象。

中科院大连化学物理研究所科研成果介绍 甲醇制取低碳烯烃第二代(DMTO-II)技术

负责人:刘中民电话:0411-86649777-6617联络人:沈江汉E-mail:shenjh@dicp.ac.cn学科领域:能源化工项目阶段:成熟产品项目简介及应用领域DMTO-II技术是在DMTO技术基础上将甲醇制烯烃产物中的C4+组分回炼,实现多产烯烃的新一代甲醇制烯烃工艺技术。

铑基非均相催化剂在烯烃氢甲酰化反应中的应用研究进展

烯烃氢甲酰化反应是工业中合成醛的重要过程,铑基均相催化剂难以回收的缺点会大大增加烯烃氢甲酰化反应的成本。负载固相多相催化剂因其简便的分离循环操作而广受关注,但存在反应活性较差、金属流失量较大和催化剂制备成本较高等问题,开发催化性能和回收性能好的非均相铑基催化剂具有广阔的前景。以无机固体载体固定化催化剂、HRh(CO)(PPh_(3))_(3)封装型多相催化剂、多孔有机配体(POL)材料负载催化剂和单原子金属间纳米催化剂这4类催化剂为主线,综述了用于烯烃氢甲酰化反应中多相负载型铑基催化剂的研究进展。在多相负载型铑基催化剂中,膦配体组成及制备条件、载体种类及性质和铑与其他金属协同作用等均能对其催化烯烃氢甲酰化反应的催化性能产生影响,对上述4类催化剂的优、缺点和发展前景进行了简要分析。在今后的研究中,建议设计给电子能力强、空间位阻大的膦配体,发掘高比表面积、多级孔道结构的无机/有机载体,深入探究金属纳米粒子间的相互作用,进一步提高铑基催化剂在烯烃氢甲酰化中的催化性能和回收性能。

烃类催化裂解高选择性制低碳烯烃的分子筛催化剂

乙烯、丙烯等低碳烯烃是化学工业重要的基础原料。近年来,全球低碳烯烃的需求量持续增加,发展不同原料催化裂解增产低碳烯烃的技术仍将是主流方向。围绕催化裂解高效制备低碳烯烃工艺,阐述了分子筛催化剂制备及其催化裂解性能的研究进展,尤其是基于ZSM-5分子筛综述了催化裂解催化剂的研制及性能调控的研究进展,包括用于增产低碳烯烃的ZSM-5分子筛的高效合成及结构形貌控制,探讨了通过元素改性、多级孔结构制备对ZSM-5分子筛的织构性质、酸性质的调变,分析总结了其对原料转化率、低碳烯烃选择性和催化剂稳定性的影响,阐明了不同微观结构性质的ZSM-5分子筛催化剂上催化裂解增产低碳烯烃的构效关系,为精准调控ZSM-5分子筛的结构性质研究提供新思路,为设计烃类催化裂解制低碳烯烃工艺关键催化剂奠定基础。

可见光催化烯烃的三组分串联三氟甲基化/偕二氟烯丙基化

描述了一种高效的可见光诱导富电子烯烃的三氟甲基化/偕二氟烯丙基化三组分串联反应。三氟甲基(—CF_(3))自由基由市售的三氟甲磺酸钠(CF_(3)SO_(2)Na)生成,依次与富电子烯烃和α-三氟甲基烯烃相匹配,最后通过β-F消除得到多氟烯烃。该方法的优点是反应条件温和,官能团耐受性好,底物范围广,反应效率高,为药物和天然产物衍生物的后期改性提供了更多可能。

PAMAM接枝碳纳米管负载镍催化剂高选择性制备低碳烯烃

成功合成聚酰胺-胺型(PAMAM)树枝状镍催化剂(PAMAM-Cat)和PAMAM功能化接枝碳纳米管负载镍催化剂(CNT-PAMAM-Cat)。采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、光电子能谱等手段对2种催化剂进行表征,系统考察温度、助催化剂用量、压力、时间对其催化乙烯齐聚制备低碳α-烯烃的影响。结果表明:在最佳聚合条件(温度25℃、Al/Ni摩尔比500(PAMAM-Cat)和700(CNT-PAMAM-Cat)、压力0.7 MPa、时间0.5 h)下,2种催化剂表现出优异的乙烯齐聚反应活性(5.75×104和3.75×104 g/(mol Ni·h))和低碳α-烯烃选择性,CNT-PAMAM-Cat催化剂经过3次重复实验后的反应活性不变;基于灰色关联分析得出,压力是影响2种催化剂催化乙烯齐聚生成低碳α-烯烃的关键因素。

ZSM-5基复合分子筛催化裂解制低碳烯烃研究进展

系统介绍了ZSM-5基复合分子筛的合成方法;针对典型的核-壳结构和微-介孔结构,阐述了复合结构对其孔隙结构、酸性质和水热稳定性等的调控方法和规律。在此基础上,详细综述了复合分子筛在甲醇、轻烃、生物质及其混合原料催化裂解制低碳烯烃领域的应用,提出复合分子筛催化材料未来发展前景。

调控铝在ITH沸石骨架中的位置以用于催化甲醇制烯烃

随着低碳烯烃需求量的增加,甲醇制烯烃(MTO)成为由非石油资源制取低碳烯烃的关键技术,其中沸石由于具有可调节的酸度、有序的微孔结构和较好的择型性能而被广泛用作MTO反应催化剂.ITQ-13沸石(ITH拓扑结构)由于其独特的九元环结构在MTO反应中表现出较好的丙烯选择性和反应寿命,引起了广泛关注.研究表明,分子筛的酸中心分布与MTO反应性能密切相关,因此,研究ITQ-13沸石中铝分布与MTO反应性能的关系,对进一步提升其MTO催化性能具有重要意义.本文分别以与ITH具有共同基本结构单元(双四元环,D4Rs)的LTA沸石(LTA-ITH)和薄水铝石(C-ITH)为铝源,合成了两类铝硅酸盐ITH沸石.X射线衍射、扫描电子显微镜以及氮气吸脱附表征结果表明,这两类分子筛具有相似的片状形貌和微孔性质.氨气程序升温脱附结果表明,具有相近硅铝比的两类ITH沸石具有相近的酸量.进一步采用27Al魔角旋转核磁共振(MAS NMR)、密度泛函理论计算和1-己烯裂解反应对两类ITH分子筛的铝分布进行研究.结果表明,两类分子筛具有不同的铝分布,LTA-ITH中有更多的铝进入ITH的正弦孔道与直孔道,而C-ITH中有更多的铝分布在交叉孔道.当前,研究者普遍认为MTO反应过程遵循双循环烃池机理,ITH交叉孔道由于具有较大的空间,相比于正弦孔道和直孔道,更有利于芳烃循环中间体的产生,从而有利于形成芳烃循环产物(乙烯),而正弦孔道和直孔道却更有利于烯烃循环过程,导致产生更多的丙烯.对两类ITH进行了MTO催化性能测试,结果表明,LTA-ITH比C-ITH表现出更高的丙烯选择性,并且表现出更高的丙烯与乙烯的比率,表明其烯烃循环过程得到加强,这与^(27)Al MAS NMR以及1-己烯裂解反应得到的结论一致,进一步证明ITH分子筛的铝分布得到有效调控.综上,本文阐明了ITH沸石中铝分布与其反应性能的关系,为调整沸石骨架中的Al位点提供一种新策略,为未来制备高效的MTO沸石基催化剂提供参考.