首页> 正文

酸性离子树脂催化间二过氧化氢异丙苯分解制备间苯二酚的研究

2020-12-16阅读(687)

酸性离子树脂催化间二过氧化氢异丙苯分解制备间苯二酚的研究

论文摘要

间苯二酚是一种广泛应用的精细有机化工原料,国内外市场需求大,有很好的发展前景。间二异丙苯氧化法工艺是较理想的绿色工艺,在制备间苯二酚上具有明显优势,但在工艺过程中仍然存在液体强酸腐蚀和反应后难处理等问题。酸性离子树脂具有酸性温和,孔道适中,环境友好的特点,本文用其替代传统液体强酸催化剂,催化间二过氧化氢异丙苯（DHP）分解反应。对反应体系进行了热力学分析,利用Joback基团贡献法对各组分的物化性能进行估算,计算了反应的△H、△G和△S等。DHP分解制间苯二酚的热力学计算表明,在P=101.325KPa,T=318.15～348.15K（45～75℃）的条件下,主反应的AG=-28.17--127.077kJ,反应为自发向产物方向进行；副反应的吉布斯自由能变△G*=9.58～153.908kJ,大于零,反应为非自发进行反应。通过作△rHmθ-T关系图,找到适宜反应温度即325～350K。考察了Amberlyst-15、732和CT-175等酸性树脂催化剂对本体系的催化活性。结果表明,Amberlyst-15酸性树脂催化剂对DHP分解生成间苯二酚和丙酮具有较高的催化活性。对Amberlyst-15酸性树脂催化DHP分解实验进行了单因素实验,考察各种工艺参数对反应影响,找到了适宜的酸性树脂催化分解DHP反应工艺条件：反应温度为65℃,DHP和丙酮溶剂的质量比M1=3:40, DHP与催化剂Amberlyst-15用量比M2=6：1,反应时间为50分钟。选取四个影响因素：反应温度、反应时间、DHP和丙酮溶剂的质量比（M1）, DHP与催化剂用量比（M2）,进行四因素三水平正交实验,得到较优反应条件与单因素反应完全吻合的结论,在此工艺条件下的DHP转化率为95.3%,间苯二酚的产率为93%。进而,实验对Amberlyst-15催化DHP分解反应的本征动力学和影响因素进行了考察并得出以下结论：当催化剂粒度范围≤1.0mm,反应器内搅拌转速≥120r/min时,即可看作消除了内外扩散对反应的影响；当DHP初始浓度为11.25%时,Amberlyst-15催化DHP分解不符合一级反应规律；当DHP初始浓度为6.43%和4.25%时,Amberlyst-15催化DHP分解基本符合一级反应规律,反应级数n=1；改变温度,通过Arrhenius公式计算可以得到：反应的活化能Ea=55.18kJ/mol,反应速率常数与温度的关系式为A=3.59×107×exp（-5.518×104/RT）。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 间苯二酚的性质与用途
  • 1.1.1 间苯二酚的物化性质
  • 1.1.2 间苯二酚的用途
  • 1.2 间苯二酚的市场状况及发展前景
  • 1.2.1 间苯二酚的国际市场状况及发展前景
  • 1.2.2 间苯二酚的国内市场状况及发展前景
  • 1.3 间苯二酚的生产发展及技术现状
  • 1.3.1 间苯二酚的生产发展
  • 1.3.2 间苯二酚的生产工艺
  • 1.4 离子交换树脂
  • 1.4.1 离子交换树脂简介
  • 1.4.2 强酸性阳离子交换树脂
  • 1.5 DHP分解反应的研究
  • 1.5.1 DHP分解反应的原料
  • 1.5.2 DHP分解反应的催化剂
  • 1.5.3 DHP分解反应机理
  • 1.5.4 酸性树脂催化CHP分解反应
  • 1.5.5 酸性树脂催化CHP分解反应的热力学和动力学研究
  • 1.5.6 间苯二酚与丙酮的反应
  • 1.6 本课题的研究目的意义及内容
  • 1.6.1 研究的目的意义
  • 1.6.2 研究的内容
  • 第二章 实验部分
  • 2.1 实验试剂与仪器
  • 2.2 实验装置
  • 2.3 催化剂预处理
  • 2.4 反应原料的制备
  • 2.5 分解反应
  • 2.6 分析方法
  • 第三章 DHP分解反应热力学研究
  • fHg,298?、△fGg,298?和△vH298?'>3.1 采用Joback基团贡献法估算各组分的△fHg,298?、△fGg,298?和△vH298?
  • fHg,298?、△fGg,298?和△vH298?的计算'>3.1.1 DHP的△fHg,298?、△fGg,298?和△vH298?的计算
  • fH<sub>g,298?、△fGg,298?和△vH298?的计算'>3.1.2 间苯二酚的△fH<sub>g,298?、△fGg,298?和△vH298?的计算
  • fHg,298?、△fGg,298?和△vH298?的计算'>3.1.3 丙酮的△fHg,298?、△fGg,298?和△vH298?的计算
  • fHg,298?、△fGg,298?和△vH298?的计算'>3.1.4 DKT的△fHg,298?、△fGg,298?和△vH298?的计算
  • fHg,298?、△fGg,298?和△vH298?的计算'>3.1.5 甲醇的△fHg,298?、△fGg,298?和△vH298?的计算
  • pL'>3.2 采用基团贡献法估算各组分的CpL
  • pG?'>3.2.1 由Joback基团贡献法计算各组分的CpG?
  • 3.2.2 由Joback基团贡献法估算各组分的Tb、Tc、Pc、w
  • pL值和CpL～T关系式'>3.2.3 由Sternling和Brown式估算各组分的CpL值和CpL～T关系式
  • 3.3 主反应的△H、△S和△G的计算
  • 3.4 副反应的△H、△S和△G的计算
  • rHm?的计算'>3.5 不同温度下反应的△rHm?的计算
  • 3.6 本章小结
  • 第四章 酸性树脂催化DHP分解的工艺条件研究
  • 4.1 酸性树脂催化分解DHP单因素实验
  • 4.1.1 催化剂的选择
  • 4.1.2 反应温度的影响
  • 4.1.3 反应时间的影响
  • 4.1.4 丙酮溶剂加入量的影响
  • 4.1.5 催化剂加入量的影响
  • 4.1.6 DHP纯度的影响
  • 4.2 Amberlyst-15树脂为催化剂的正交实验
  • 第五章 DHP分解反应体系的动力学研究
  • 5.1 内扩散影响的消除
  • 5.2 外扩散影响的消除
  • 5.3 反应级数的确定
  • 5.4 活化能的计算
  • 5.5 本章小节
  • 第六章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 研究成果及发表的学术论文
  • 作者和导师简介

    • 相关论文文献

    • [1].水分解制氢催化剂的新设计原理[J]. 石油炼制与化工 2020(06)
    • [2].“氢农场”策略下，太阳能水分解制氢效率创新高[J]. 电气技术 2020(04)
    • [3].中科院大连化物所肼分解制氢有进展[J]. 化学推进剂与高分子材料 2018(05)
    • [4].硫化氢分解制取氢和单质硫研究进展[J]. 天然气化工(C1化学与化工) 2015(01)
    • [5].离子液体体系催化甲酸分解制氢研究(英文)[J]. 燃料化学学报 2010(05)
    • [6].肼分解制氢研究取得新进展[J]. 中学化学教学参考 2018(13)
    • [7].过氧化氢进行氧气分解制取的研究[J]. 同行 2016(14)
    • [8].磷石膏分解制备硫化钙的试验分析[J]. 土木建筑与环境工程 2013(S2)
    • [9].硫化氢分解制氢的研究进展[J]. 无机盐工业 2013(02)
    • [10].美国科学家开发水分解制氢气新方法[J]. 齐鲁石油化工 2013(03)
    • [11].实验研究磷石膏分解制备硫化钙反应的最佳工艺条件[J]. 磷肥与复肥 2010(04)
    • [12].第四周期过渡金属催化硼氢化钠分解制氢研究[J]. 无机盐工业 2017(05)
    • [13].南理工与国外合作太阳能水分解制氢研究获重要进展[J]. 军民两用技术与产品 2017(21)
    • [14].硫化氢直接分解制取氢气和硫黄研究进展[J]. 化工进展 2017(04)
    • [15].过氧化氢异丙苯分解制苯酚的反应精馏工艺[J]. 厦门大学学报(自然科学版) 2014(01)
    • [16].利用副产品碳酸钙分解制石灰的工程化分析[J]. 化学工程 2010(07)
    • [17].硫碘热化学循环水分解制氢流程优化与模拟[J]. 能源工程 2013(06)
    • [18].实行重点任务课题分解制 全面提升监管效能——访山东省日照市工商局局长孙乐平[J]. 工商行政管理 2013(04)
    • [19].过氧化氢进行氧气分解制取的研究[J]. 中国高新区 2018(01)
    • [20].光电催化海水分解制氢[J]. 化学进展 2020(09)
    • [21].对用过氧化氢溶液分解制取氧气实验的改进[J]. 中学化学教学参考 2012(10)
    • [22].高效甲酸分解制氢钯基催化剂的研究进展[J]. 黑龙江大学自然科学学报 2018(06)
    • [23].氨硼烷分解制氢及其再生的研究进展[J]. 化工进展 2019(12)
    • [24].燃煤电厂二氧化碳分解制备甲酸的催化研究[J]. 电力科技与环保 2016(06)
    • [25].氯酸钾分解制氧气催化剂活性的研究[J]. 安徽化工 2020(03)
    • [26].水合肼实现常温分解制氢[J]. 齐鲁石油化工 2012(02)
    • [27].Pd-B-P/C高效催化甲酸分解制氢的研究[J]. 厦门大学学报(自然科学版) 2017(06)
    • [28].甲酸液相分解制氢非均相催化剂研究进展[J]. 高校化学工程学报 2019(01)
    • [29].使用微波辅助甲烷分解制富氢燃料的方法和系统[J]. 齐鲁石油化工 2010(01)
    • [30].H_2S分解制氢技术研究进展[J]. 石油化工 2009(03)

    标签：;  ;  ;  ;  

    酸性离子树脂催化间二过氧化氢异丙苯分解制备间苯二酚的研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5