二氟一氯甲烷加氫脫氯制備二氟甲烷及其催化劑的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-19 17:15
二氟一氯甲烷(HCFC-22)是一種低溫制冷劑,常用于家用空調(diào)、中央空調(diào)和其它商業(yè)制冷設(shè)備,也是制備聚四氟乙烯的原料和滅火劑的中間體。HCFC-22作為《蒙特利爾議定書(shū)》中規(guī)定的過(guò)渡性物質(zhì),也是造成臭氧層破壞的污染性氣體之一,正在逐年淘汰。利用加氫脫氯技術(shù),將HCFC-22轉(zhuǎn)化為二氟甲烷(HFC-32),是目前處理HCFCs的有效手段之一。HFC-32是一種鹵代烴,在常溫下為氣體,在自身壓力下為無(wú)色透明液體,易溶于油,難溶于水,是一種擁有零臭氧損耗潛值(ODP)的制冷劑,因此該項(xiàng)加氫脫氯技術(shù)對(duì)環(huán)境具有巨大的益處。本文利用加氫脫氯技術(shù),將HCFC-22轉(zhuǎn)化為HFC-32。本文利用熱分解法、浸漬法微波法等高效便捷的制備方法,制備了Ni2P/C、Ni2P@C、Ni/P-C等系列催化劑。采用N2低溫吸附、XRD、SEM、XPS、TEM、TG-DTG和NH3-TPD等方法表征了催化劑結(jié)構(gòu)和性能,并在固定床反應(yīng)器中評(píng)價(jià)了催化劑的加氫脫氯性能。(1)以次磷酸銨為磷源,利用次磷酸銨在低溫下受熱分解產(chǎn)生PH...
【文章來(lái)源】:浙江工業(yè)大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】:96 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
HCFC-22的用途Figure1-1.ApplicationsofHCFC-22
化后生成CH3Cl。具體的反應(yīng)過(guò)程如圖1-2所示。CFC-12在Pd表面吸附后脫除一個(gè)Cl,H2在Pd表面解離生成*H,因此HDC后生成HCFC-22。CFC-12進(jìn)一步脫除Cl后生成活躍的*CF2,*CF2與2*H結(jié)合生成HFC-32。部分*CF2加氫脫氟形成中間體*CHF和*CH2,*CHF進(jìn)一步與*H結(jié)合生成CH3F(HFC-41),*CH2完全氫化生成CH4。*CH2發(fā)生耦合反應(yīng)后再與*H結(jié)合生成C2H6,剩下的*CH2進(jìn)一步氯化后,生成CH3Cl。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)*CF2的加氫速率要快于*CH2的加氫速率,這與反應(yīng)產(chǎn)物的選擇性是一致的。Wiersma[19]也提出了類(lèi)似的反應(yīng)機(jī)理。圖1-2CFC-12的反應(yīng)產(chǎn)物[18]Figure1-2.ThereactionproductofCFC-121.3.2HCFCs加氫脫氯反應(yīng)機(jī)理Morato[20]研究了HCFC-22的加氫脫氯過(guò)程。在250oC,Ni/AC催化作用下,由于HCFC-22與H2不同的比例,產(chǎn)物的選擇性也不同,具體如表1-5。從表中可以看出隨著反應(yīng)物中H2比例的增加,其他類(lèi)產(chǎn)物逐漸減少,CH4的選擇性逐漸提升而HFC-32的選擇性在逐漸下降。同時(shí)產(chǎn)物CH3F逐漸消失,C2H6的選擇性提高
二氟一氯甲烷加氫脫氯制備二氟甲烷及其催化劑的研究7到10%左右。表1-5在250°C,NiAC催化作用下HCFC-22的選擇性[15]Table1-5.SelectivityofHCFC-22underNiACcatalysisat250oCHCFC-22/H2CH4CH2F2CH3FC2H6Otherproducts2086010121101057941942056481412455110100.53540-1280.15428-106Morato提出了HCFC-22的HDC反應(yīng)機(jī)理,如圖1-3。Morato認(rèn)為HCFC-22在鎳基催化劑作用下,會(huì)產(chǎn)生不同的自由基,不僅會(huì)發(fā)生HDC過(guò)程,同時(shí)會(huì)發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)。在脫除Cl后,*CHF2與H結(jié)合生成HFC-32,*CH2F與H結(jié)合會(huì)生成CH3F,*CH3與H結(jié)合會(huì)生成CH4,不同的自由基發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng),會(huì)生成乙烷等其他產(chǎn)物。圖1-3HCFC-22的反應(yīng)過(guò)程[20]Figure1-3.ThereactionprocessofHCFC-22Morato[21]在333K溫和條件下制備了類(lèi)似于Pd性能的KMg1xPdxF3催化劑,并測(cè)試了它們對(duì)HCFC-22的HDC性能,研究發(fā)現(xiàn)KMg1xPdxF3對(duì)HFC-32的選擇性遠(yuǎn)大于Pd/KMgF3對(duì)HFC-32的選擇性。不同的制備方法對(duì)鈀原子的電子密度有
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Ni2P/ZrO2催化劑對(duì)苯酚的加氫性能[J]. 李晨芮,羅昊,孫越偉,張瑞芹,劉永剛. 化工進(jìn)展. 2018(03)
[2]加氫脫氯技術(shù)研究[J]. 姚勇,周文靜,黃金蘭,李舂龍. 化工技術(shù)與開(kāi)發(fā). 2016(07)
[3]貴金屬催化劑(Au,Pd,Pt)催化乙二醛選擇氧化合成乙醛酸的研究[J]. 郭小芳,王獎(jiǎng),賈美林. 世界有色金屬. 2016(06)
[4]負(fù)載型磷化鎳催化劑的制備及其應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 井曉慧,卜婷婷,朱麗君,周玉路,項(xiàng)玉芝,夏道宏. 石油化工. 2015(11)
[5]過(guò)渡金屬磷化物催化劑的研究進(jìn)展[J]. 任文坡,張彥,葛少輝,李雪靜. 石化技術(shù)與應(yīng)用. 2015(02)
[6]氯代有機(jī)物加氫脫氯催化劑研究進(jìn)展[J]. 代吉才,陳吉祥. 化學(xué)研究與應(yīng)用. 2013(10)
[7]Pd/C催化劑在CFCs加氫脫氯合成HFCs中的應(yīng)用研究[J]. 張彥,徐桂花,趙陽(yáng). 有機(jī)氟工業(yè). 2013(03)
[8]二氟甲烷(HFC-32)合成技術(shù)研究[J]. 祝慶豐. 有機(jī)氟工業(yè). 2012(04)
[9]Ni2P催化劑的制備及其在加氫脫硫的研究進(jìn)展[J]. 張國(guó)甲,唐成,楊曉東,趙檀. 當(dāng)代化工. 2011(07)
[10]制備溫度對(duì)Pd/C加氫脫氯催化劑失活的影響[J]. 李福祥,孟鑫,呂志平,薛建偉. 應(yīng)用化學(xué). 2005(01)
本文編號(hào):3505494
【文章來(lái)源】:浙江工業(yè)大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】:96 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
HCFC-22的用途Figure1-1.ApplicationsofHCFC-22
化后生成CH3Cl。具體的反應(yīng)過(guò)程如圖1-2所示。CFC-12在Pd表面吸附后脫除一個(gè)Cl,H2在Pd表面解離生成*H,因此HDC后生成HCFC-22。CFC-12進(jìn)一步脫除Cl后生成活躍的*CF2,*CF2與2*H結(jié)合生成HFC-32。部分*CF2加氫脫氟形成中間體*CHF和*CH2,*CHF進(jìn)一步與*H結(jié)合生成CH3F(HFC-41),*CH2完全氫化生成CH4。*CH2發(fā)生耦合反應(yīng)后再與*H結(jié)合生成C2H6,剩下的*CH2進(jìn)一步氯化后,生成CH3Cl。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)*CF2的加氫速率要快于*CH2的加氫速率,這與反應(yīng)產(chǎn)物的選擇性是一致的。Wiersma[19]也提出了類(lèi)似的反應(yīng)機(jī)理。圖1-2CFC-12的反應(yīng)產(chǎn)物[18]Figure1-2.ThereactionproductofCFC-121.3.2HCFCs加氫脫氯反應(yīng)機(jī)理Morato[20]研究了HCFC-22的加氫脫氯過(guò)程。在250oC,Ni/AC催化作用下,由于HCFC-22與H2不同的比例,產(chǎn)物的選擇性也不同,具體如表1-5。從表中可以看出隨著反應(yīng)物中H2比例的增加,其他類(lèi)產(chǎn)物逐漸減少,CH4的選擇性逐漸提升而HFC-32的選擇性在逐漸下降。同時(shí)產(chǎn)物CH3F逐漸消失,C2H6的選擇性提高
二氟一氯甲烷加氫脫氯制備二氟甲烷及其催化劑的研究7到10%左右。表1-5在250°C,NiAC催化作用下HCFC-22的選擇性[15]Table1-5.SelectivityofHCFC-22underNiACcatalysisat250oCHCFC-22/H2CH4CH2F2CH3FC2H6Otherproducts2086010121101057941942056481412455110100.53540-1280.15428-106Morato提出了HCFC-22的HDC反應(yīng)機(jī)理,如圖1-3。Morato認(rèn)為HCFC-22在鎳基催化劑作用下,會(huì)產(chǎn)生不同的自由基,不僅會(huì)發(fā)生HDC過(guò)程,同時(shí)會(huì)發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)。在脫除Cl后,*CHF2與H結(jié)合生成HFC-32,*CH2F與H結(jié)合會(huì)生成CH3F,*CH3與H結(jié)合會(huì)生成CH4,不同的自由基發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng),會(huì)生成乙烷等其他產(chǎn)物。圖1-3HCFC-22的反應(yīng)過(guò)程[20]Figure1-3.ThereactionprocessofHCFC-22Morato[21]在333K溫和條件下制備了類(lèi)似于Pd性能的KMg1xPdxF3催化劑,并測(cè)試了它們對(duì)HCFC-22的HDC性能,研究發(fā)現(xiàn)KMg1xPdxF3對(duì)HFC-32的選擇性遠(yuǎn)大于Pd/KMgF3對(duì)HFC-32的選擇性。不同的制備方法對(duì)鈀原子的電子密度有
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Ni2P/ZrO2催化劑對(duì)苯酚的加氫性能[J]. 李晨芮,羅昊,孫越偉,張瑞芹,劉永剛. 化工進(jìn)展. 2018(03)
[2]加氫脫氯技術(shù)研究[J]. 姚勇,周文靜,黃金蘭,李舂龍. 化工技術(shù)與開(kāi)發(fā). 2016(07)
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[4]負(fù)載型磷化鎳催化劑的制備及其應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 井曉慧,卜婷婷,朱麗君,周玉路,項(xiàng)玉芝,夏道宏. 石油化工. 2015(11)
[5]過(guò)渡金屬磷化物催化劑的研究進(jìn)展[J]. 任文坡,張彥,葛少輝,李雪靜. 石化技術(shù)與應(yīng)用. 2015(02)
[6]氯代有機(jī)物加氫脫氯催化劑研究進(jìn)展[J]. 代吉才,陳吉祥. 化學(xué)研究與應(yīng)用. 2013(10)
[7]Pd/C催化劑在CFCs加氫脫氯合成HFCs中的應(yīng)用研究[J]. 張彥,徐桂花,趙陽(yáng). 有機(jī)氟工業(yè). 2013(03)
[8]二氟甲烷(HFC-32)合成技術(shù)研究[J]. 祝慶豐. 有機(jī)氟工業(yè). 2012(04)
[9]Ni2P催化劑的制備及其在加氫脫硫的研究進(jìn)展[J]. 張國(guó)甲,唐成,楊曉東,趙檀. 當(dāng)代化工. 2011(07)
[10]制備溫度對(duì)Pd/C加氫脫氯催化劑失活的影響[J]. 李福祥,孟鑫,呂志平,薛建偉. 應(yīng)用化學(xué). 2005(01)
本文編號(hào):3505494
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