本文關(guān)鍵詞：高碳仲醇的合成研究

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【摘要】：仲十六醇是高碳仲醇的一個(gè)代表,具有重要的應(yīng)用價(jià)值,主要用于合成各類精細(xì)化學(xué)品。目前十六烷氧化法是工業(yè)生產(chǎn)仲十六醇的主要方法,即以硼酸為催化劑,空氣或氧氣為氧化劑,在高溫下將十六烷定向氧化為仲十六醇。由于十六烷難于氧化,且氧化產(chǎn)物復(fù)雜,故十六烷氧化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率與選擇性都較低。因此研究和開發(fā)更高效、經(jīng)濟(jì)的仲十六醇合成工藝具有重要的意義。本文首先比較了硼酸、α-偏硼酸和β-偏硼酸的催化活性,發(fā)現(xiàn)β-偏硼酸對(duì)烷烴的氧化反應(yīng)具有更高的催化活性和選擇性。同時(shí)研究了適于工業(yè)應(yīng)用的硼酸脫水制備β-偏硼酸的方法。而后,以十六烷為原料、β-偏硼酸為催化劑、空氣為氧化劑制備仲十六醇,考察了氧化反應(yīng)溫度、空氣氧含量、空氣流量、氧化反應(yīng)時(shí)間、β-偏硼酸用量對(duì)十六烷氧化反應(yīng)的影響,確定較佳的工藝條件為:氧化反應(yīng)溫度180℃、空氣氧含量15%、空氣流量2 L/(kg·min)、反應(yīng)間3 h、β-偏硼酸用量為烷烴質(zhì)量5%。此條件下,烷烴的轉(zhuǎn)化率為22%,選擇性為93%。為了提高原料的利用率,將未反應(yīng)的烷烴回收,考察了其再次氧化的反應(yīng)性能,發(fā)現(xiàn)回收十六烷不能直接使用,需經(jīng)過氫化預(yù)處理。選用[RuCl2(NNHPPh2PPh2)]配合物作氫化催化劑,探索了適宜的反應(yīng)條件:回收烷與Ru催化劑質(zhì)量比10000:1、叔丁醇鉀與Ru配合物的摩爾比50:1、氫化反應(yīng)溫度80℃、氫化反應(yīng)時(shí)間4 h、氫氣壓力3 MPa條件下,催化氫化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率可達(dá)98.8%。本文還探索了十六烷催化氧化-氫化二步法合成仲十六醇,以獲得較高的轉(zhuǎn)化率。以十六烷為原料、Au/Al_2O_3為催化劑、氧氣為氧化劑,在170℃下反應(yīng)5 h,將十六烷轉(zhuǎn)化為醇酮混合物,轉(zhuǎn)化率達(dá)79%,選擇性為92%。醇酮混合物再經(jīng)[RuCl2(NNHPPh2PPh2)]配合物催化氫化為仲十六醇。Au/Al_2O_3催化劑由介孔氧化鋁作載體制備,通過原子吸收光譜法、TEM、XRD對(duì)Au/Al_2O_3催化劑進(jìn)行了表征。研究表明,催化氧化-氫化二步法與烷烴直接氧化法相比具有更高的烷烴轉(zhuǎn)化率,具有一定的工業(yè)價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：高碳仲醇 氧化 催化氫化 Ru配合物 Au/Al_2O_3
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O623.41
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第1章 緒論13-29
• 1.1 表面活性劑概述13-19
• 1.1.1 表面活性劑的結(jié)構(gòu)與分類13
• 1.1.2 非離子表面活性劑13-19
• 1.2 高碳醇的合成19-22
• 1.2.1 羰基合成(OXO)制備高碳醇20-21
• 1.2.2 齊格勒合成法制備高碳醇21-22
• 1.2.3 正構(gòu)烷烴氧化法制備烷基仲醇22
• 1.2.4 油脂及脂肪酸還原氫化法制備高碳醇22
• 1.3 高碳仲醇的研究現(xiàn)狀22-26
• 1.3.1 正構(gòu)烷烴氧化法22-25
• 1.3.2 酮還原法25-26
• 1.4 本論文研究的目的和意義26-27
• 1.5 本論文研究的主要內(nèi)容27-29
• 第2章 實(shí)驗(yàn)部分29-41
• 2.1 引言29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器29-32
• 2.2.1 原料與試劑29-32
• 2.2.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器32
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法32-34
• 2.3.1 β-偏硼酸的制備32
• 2.3.2 仲十六醇的合成32-33
• 2.3.3 回收烷烴的循環(huán)使用33
• 2.3.4 回收烷烴氫化反應(yīng)催化劑的制備33-34
• 2.3.5 回收烷烴催化氫化34
• 2.4 檢測(cè)方法34-37
• 2.4.1 酸值的測(cè)定34
• 2.4.2 羥值的測(cè)定34-35
• 2.4.3 羰值的測(cè)定35-36
• 2.4.4 硼酸含量的測(cè)定36
• 2.4.5 氣相色譜分析36
• 2.4.6 XRD分析36-37
• 2.5 計(jì)算方法37
• 2.5.1 十六烷氧化反應(yīng)37
• 2.5.2 回收烷氫化37
• 2.6 產(chǎn)物分析與表征37-41
• 2.6.1 β-偏硼酸37-39
• 2.6.2 仲十六醇成品39-41
• 第3章 十六烷氧化法制備仲十六醇41-55
• 3.1 引言41
• 3.2 十六烷氧化反應(yīng)結(jié)果與分析41-48
• 3.2.1 催化劑的選擇41-43
• 3.2.2 氧化反應(yīng)溫度對(duì)氧化反應(yīng)的影響43-44
• 3.2.3 空氣氧含量對(duì)氧化反應(yīng)的影響44-45
• 3.2.4 空氣流量對(duì)氧化反應(yīng)的影響45-46
• 3.2.5 氧化反應(yīng)時(shí)間對(duì)氧化反應(yīng)的影響46-47
• 3.2.6 β-偏硼酸用量對(duì)氧化反應(yīng)的影響47-48
• 3.3 回收烷烴循環(huán)使用的結(jié)果與分析48
• 3.4 回收烷烴氫化反應(yīng)的結(jié)果與分析48-53
• 3.4.1 Ru催化劑用量對(duì)氫化反應(yīng)的影響48-49
• 3.4.2 助催化劑堿對(duì)氫化反應(yīng)的影響49-50
• 3.4.3 氫化反應(yīng)溫度對(duì)氫化反應(yīng)的影響50-51
• 3.4.4 氫化反應(yīng)時(shí)間對(duì)氫化反應(yīng)的影響51-52
• 3.4.5 氫氣壓力對(duì)氫化反應(yīng)的影響52-53
• 3.4.6 氫化反應(yīng)催化劑的重復(fù)利用53
• 3.5 本章小結(jié)53-55
• 第4章 二步法制備仲十六醇55-69
• 4.1 引言55-56
• 4.2 原料與試劑56
• 4.3 實(shí)驗(yàn)儀器56-57
• 4.4 實(shí)驗(yàn)方法57-58
• 4.4.1 介孔氧化鋁負(fù)載的Au催化劑制備57
• 4.4.2 十六烷氧化反應(yīng)57
• 4.4.3 氧化反應(yīng)液催化氫化及仲十六醇分離提純57-58
• 4.5 檢測(cè)方法58-59
• 4.5.1 氧化反應(yīng)催化劑Au含量分析58
• 4.5.2 Au催化劑TEM分析58
• 4.5.3 Au催化劑XRD分析58
• 4.5.4 酸值的測(cè)定58
• 4.5.5 羥值的測(cè)定58
• 4.5.6 羰值的測(cè)定58-59
• 4.5.7 氣相色譜分析59
• 4.6 計(jì)算方法59
• 4.6.1 氧化反應(yīng)59
• 4.6.2 氫化反應(yīng)59
• 4.7 產(chǎn)物分析結(jié)果與表征59-61
• 4.7.1 Au催化劑表征結(jié)果59-60
• 4.7.2 仲十六醇表征結(jié)果60-61
• 4.8 結(jié)果與分析61-67
• 4.8.0 Au負(fù)載量對(duì)氧化反應(yīng)的影響61-62
• 4.8.1 Au催化劑用量對(duì)氧化反應(yīng)的影響62-63
• 4.8.2 反應(yīng)溫度對(duì)氧化反應(yīng)的影響63-64
• 4.8.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)氧化反應(yīng)的影響64-65
• 4.8.4 氧氣流量對(duì)氧化反應(yīng)的影響65-66
• 4.8.5 氧化反應(yīng)催化劑的重復(fù)利用66-67
• 4.9 本章小結(jié)67-69
• 第5章 結(jié)論與展望69-71
• 5.1 結(jié)論69
• 5.2 展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-79
• 攻讀碩士期間取得的研究成果79-81
• 致謝81

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