吗啉及其烷基衍生物合成工艺的研究

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1、Author’Ssignature：纡钾一‘■o·Supervisor7Ssignature：ExternalReviewers：ExaminingCommiExaminingCommitteeMembers：Dateoforaldefence：浙江大学研究生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。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得堑姿盘堂或其他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

2、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。学位论文作者签签字日期：纱f少年力月巧日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝姿盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：签字日期易叼沙年日导师签名：签字日期：加(蛑弓月J日致谢本论文是在陈新志教授与钱超副教授悉心指导与亲切关怀下完成的，

3、在此向他们表示衷心的感谢和崇高的敬意。陈新志教授渊博而深邃的学识使我受益匪浅，他严谨而开放的治学态度教我求是创新，一丝不苟的工作态度使我终生受益。钱超副教授在学术上不断进取，生活中平易近人，他深厚广博的理论素养和丰富全面的实践经验是我学>--j的榜样。同时整个课题组无私奉献的精神也深深地感染着我。在研究生期间，非常高兴能够认识博士生周少东、计立与赵倩，硕士生王帅、曹长辉、张旭、张华、李桂花、葛新、阮建成、赵亮、骆晨希、黄佳民、汪倩倩、贾银霞及课题组其他成员，感谢大家在实验中对我的支持，让我度过了非常开心难忘的研究生生活

4、!同时，非常感谢李皓同学，谢谢你在我最艰难的时候对我不离不弃，并在学习和生活中给了我莫大的动力和帮助。最后，我要感谢我的父母与家人20余年来对我无尽的爱，他们默默的支持与鼓励给了我前进的力量。谨以此文，献给我最亲爱的家人和爱人。罗虎二零一二年一月浙江大学硕士学位论文摘要吗啉及其烷基衍生物是一种重要的精细化工中间体，已广泛应用于橡胶、医药与农药等领域。国内外主要采用二甘醇与脂肪胺或氨为原料，在催化剂及一定压力条件下反应制得吗啉及其烷基衍生物。目前，该工艺存在的主要问题是催化剂的性能较差，产品收率较低。因此改进催化剂并优化

5、工艺条件，对提高吗啉及其烷基衍生物的收率与降低生产成本有着重要的意义。本文采用程序升温煅烧对催化剂载体1，．A1203进行预处理，获得了载体孔结构随温度的变化规律，以及更适合的载体孔结构与吗啉衍生物分子大小之间的对应关系，确定了载体合适的预处理条件。以Cu与Ni为活性组分制备负载型催化剂，通过筛选实验得到了较优的活性组分配方：Ni含量为4．2～4．4％，Cu含量为16．8～18．9％，并采用等体积浸渍法制备吗啉催化剂。通过单因素实验及正交试验优化了Ⅳ-烷基吗啉的工艺条件，其中吗啉、Ⅳ_甲基吗啉与髂乙基吗啉的反应条件基本

6、相同，即在温度220℃，压力1．2MPa，醇胺比1：9，空速O．15h。时产物收率接近最高(分别为75．74％、75．12％-与74．39％)；而对于Ⅳ-丙基吗啉与Ⅳ-丁基吗啉，最佳反应条件为温度230℃，压力1．4MPa，醇胺比1：9，空速0．13h"1(最高收率分别为66．32％-与60．72％)。当产物从吗啉向N-丁基吗啉变化时，产物收率不断下降，同时最佳反应条件逐渐增强，说明随着低碳脂肪胺碳原子数目的增加，反应位阻变大，增加了催化胺化反应难度。对催化剂进行稳定性分析，发现在500h内催化剂性能基本保持不变；当提

7、高温度进行催化剂破坏性试验时，催化剂失活明显，二甘醇转化率与吗啉收率快速下降。利用SEM、XRD、TGA与N2吸附等表征测试手段对失活催化剂进行表征分析，探讨了催化剂失活的原因，即一是催化剂表面积碳严重，结焦物覆盖了催化剂表面的活性中心，堵塞了催化剂孔道；二是催化剂活性组分金属cu的高温烧结，使活性金属颗粒团聚长大，导致活性位点减少，从而造成催化剂失活。另外，采用高温焙烧对失活催化剂进行再生处理，催化剂的活性恢复到原始活性的88．9％左右；焙烧除去结焦物能使再生催化剂的比表面积与孔容得到部分恢复；烧结长大的Cu晶粒经过

8、焙烧还原循环处理后，实现了活性位的再分散。浙江大学硕士学位论文摘要最后，采用原位红外池模拟固定床反应器，利用原位漫反射傅里叶变换红外光谱仪跟踪反应过程，得到了二甘醇、液氨与甲醇合成Ⅳ-甲基吗啉的反应机理，即甲醇先与液氨反应生成甲胺，然后再与二甘醇反应得到Ⅳ-甲基吗啉。关键词：吗啉，烷基衍生物，催化剂，合成工艺，失活，反应机理浙江大