甲烷氧化酯化制醋酸甲酯新合成工艺研究.pdf

西北大学
硕士学位论文
甲烷氧化酯化制醋酸甲酯新合成工艺研究
姓名:李崇
申请学位级别:硕士
专业:化学工程
指导教师:陈立宇
20100613
摘要本文对甲烷液相部分氧化反应的国内外研究进展以及醋酸甲酯的合成方法进行了通过分析发烟硫酸体系中甲烷部分氧化反应的特点,提出了在醋酸混合试剂中甲烷剂体系的开发;醋酸混合试剂酸性的测定;对混合试剂体系酸性与甲烷转化合成醋酸甲酯之间的进行了关联;筛选出对甲烷转化较优的醋酸混合试剂体系,对其工艺条件及宏观动力学进行研究。在醋酸溶液中通过添加强酸改善其酸度得到醋酸混合试剂,选择和4酸混合试剂体系的催化剂和氧化剂,进行了甲烷氧化酯化反应合成醋酸甲酯的实验,磷钨钼酸与醋酸混合试剂体系较优宜的工艺条件:浓度疞,温度妗⒀沽分别采用酸碱非水滴定、甘炯粒贤饪杉夥止夤舛确ǎ源姿峄旌鲜约恋酸度进行了测定,甘炯粒贤饪杉夥止夤舛确ㄖ甘炯敛捎眉谆希芗敛用三氯甲烷,较优的测试条件:指示剂浓度为籱,醋酸混合试剂浓度为分析和关联。对磷钨铝酸与醋酸混合试剂体系下甲烷氧化酯化反应的宏观动力学进行了测定,磷钨钼酸与醋酸混合试剂体系下甲烷氧化酯化反应属于级反应。关键词甲烷,氧化酯化,醋酸混合试剂,酸度测定,动力学研究综述。氧化酯化合成醋酸甲酯的新合成路线。主要研究工作包括:合成醋酸甲酯的醋酸混合试疞、;士梢源锏%,选择性可达%。/6杂诖姿峄旌鲜约林兴嵝远约淄檠趸セ铣纱姿峒柞シ从Φ挠跋旖辛
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学位论文作者签名:盔煞学位论文作者签名:/誊西北大学学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西北大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时,本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西北大学。保密论文待解密后适用本声明。指导教师签名:年月日西北大学学位论文独创性声明本人声明:所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。⒁日
第一章绪论前言石油、煤炭、天然气是世界能源工业和化学工业的三大基础原材料,随着石油资源的日趋枯竭和原油价格的飙涨,导致目前世界主要原材料价格的不断上涨。对于我国这样一个石油资源相对少、天然气资源却十分丰富的国家而言,从国家安全和能源战略的角度出发,研究开发以天然气以及煤层气替代石油为原料新的化学化工生产工艺,则具有十分重要的意义。而目前我还比较的低,主要是将其用作燃料气、合成氨、甲醇及其衍生物生产的原料,天然气资源所具有的巨大应用潜力还未得到充分开发应用。因此,将天然气通过化学途径转化为易于运输的液体燃料或高附加值的化工产品是我国化学工业所面临的一项重大课题。甲烷是天然气的主要成份,是结构最稳定的有机分子,甲烷中瓾键能为它的活化要比其他烃类困难,特别是希望得到的转化产物的化学活性往往比甲烷分子高得多。因此如何实现甲烷的定向高效转化已成为全球科学家致力解决的难题,也是当今国际上的热门课题之一。目前,甲烷的化学利用比较成熟的是间接转化法,首先将甲烷制成合成气,再由合成气制备成各种化学品。这种方法工艺较为成熟、但需在高温、高压条件下进行甲烷裂解反应、反应条件较为苛刻,流程较复杂、能耗较大、生产成本高,一次性投资比较大湓炱爸猛蹲收甲芡蹲实。由于甲烷的直接转化可以一步获取多种有机化工产品,因此甲烷直接转化的研究工作受国内外学者广泛的关注。目前开展的研究包括甲烷氧化偶联、甲烷部分氧化以及甲烷无氧芳构化。在众多的甲烷直接转化技术中,甲烷部分氧化制备碳一含氧化合物被认为是最具工业化潜力的路线‘,也是研究较多的方向【ā<淄椴糠盅趸从χ饕S衅啻呋趸液相催化氧化等。甲烷气相催化反应起步较早,到目前为止,气相催化反应研究已经有近百年的历史。但是甲烷气相催化氧化反应研究结果不理想,甲烷转化率总体还是偏低,甲醇的总收率也较低。甲烷液相部分氧化反应研究起步较晚,但甲烷液相部分氧化反应的研究工作取得了较大的突破,有较好的应用前景。甲烷液相部分氧化反应属于典型的催化反应过程,反应使用催化剂的开发研究和反应所需溶剂体系的开发是甲烷液相部分氧化研究的关键。目前的甲烷液相研究中具有工业化应用前景的研