反应-萃取技术促进酯交换法合成碳酸二甲酯反应研究

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1、河北工业大学硕士学位论文反应-萃取技术促进酯交换法合成碳酸二甲酯反应研究姓名：陈英申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：赵新强20050301反应．萃取技术促进酯交换法合成碳酸二甲酯反应研究摘要首先制备了氧化锌一氧化铅(ZnO．PbO)催化剂，并对其在碳酸丙烯酯(PC)与甲醇酯交换合成碳酸二甲酯(DMc)反应中的催化性能进行了研究。其次，探讨了反应．萃取技术对KOH和ZnO．PbO催化剂上PC和甲醇酯交换合成DMC反应的促进作用。采用共沉淀法制备了ZnO—PbO催化剂。首先探讨了前驱体、沉淀剂、Zn／Pb重量比和焙烧温度等制备条件对ZnO．PbO催化剂性能的影响，得出如下最佳制

2、备条件：Pb(CH3COO)2·3H20和ztl(N03)2·6H20为前驱体、Zn／Pb质量比为3．5、摩尔比为3：l的Na0H—Na2C03的混合溶液作沉淀剂、焙烧温度为500℃。然后优化了ZnO．PbO催化剂上PC与甲醇酯交换合成DMC的反应条件：反应温度110℃、反应时间2h、甲醇与PC摩尔比为8．4，催化剂占体系的重量百分率为3．0％。在此条件下，PC转化率达到63．8％，DMC收率为62．4％，选择性为97．8％。XRD分析结果显示ZnO、PbO及适量Pb304的协同作用促进了ZnO—PbO催化活性的提高。C02．TPD分析表明ZnO．PbO催化剂的活性与其表面的碱量及

3、碱强度有关。此外还考察了催化剂重复使用效果，并对其失活原因进行了分析。将反应一萃取技术应用于PC和甲醇酯交换合成DMC反应过程，既可提高反应的平衡转化率，又可避免DMC．甲醇共沸物的形成。对于以KOH为催化剂的均相反应，当以正辛烷为主萃取剂、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)为助萃取剂，萃取相与反应相体积比为2．8，正辛烷与DOP体积比为0．7，催化剂占体系的重量百分率为3．O％，反应温度为50℃，反应时间为3h时，DMC的分配系数为1．07，DMC与甲醇的分离系数为7．8，PC转化率达到85．3％，DMC的收率为64．8％，选择性为76．0％。与未加萃取剂时相比，DMC收率提高了47．6

4、％，选择性提高了26．7％。对于以ZnO—PbO为催化剂的非均相反应，当以正十二烷为主萃取剂、邻二甲苯为助萃取剂、邻二甲苯与正十二烷体积比为0．4，萃取相和反应相体积比为0．3，催化剂占体系的重量百分率为2．7％，反应温度为100℃，反应时间2h时，PC转化率达到67．7％，DMC的收率为66．0％，选择性为975％。与不加萃取剂时相比，DMC收率提高17．O％，而选择性变化不大。可见，反应一萃取技术对PC与甲醇酯交换合成DMC反应具有较好的促进作用。关键词：反应一萃取，酯交换，碳酸二甲酯，碳酸丙烯酯，甲醇，氧化锌一氧化铅催化剂萃取剂RESEARCHoNSYNTHESISOFDIM

5、ETHYLCARBoNATEBYTRANSESTERIFICATIONINCoR-PoRATEDWITHREACTIVEEXTRACTIoNABSTRACTZinc-leaddoubleoxide(ZnO—PbO)waspreparedanditscatalyticperformanceonsynthesisofdimethylcarbonate(DMC)bytransesterificationofpropylenecarbonate(PC)andmethanolwasstudied．Andthenreactiveextractiontechniquewasincorporate

6、dinthereactionofsynthesizingDMCbytransesterificationofPCandmethan01．ZnO-PbOWaSpreparedbycoprecipitationmethodfirstly．Thedependenceofitspropertiesonthepreparationconditions，suchasprecursorsofZnandPb，precipitators，weightratioofZntoPb，andcalcinationtemperature，wasinvestigated．Theoptimalpreparatio

7、nconditionsareasfollows：Zn(N03)2’6H20andPb(OAc)2’3H20astheprecursors，(NaOH：Na2COs=3：1)astheprecipitator，weightratioofZntoPbbeing3．5，andcalcinationtemperatureof500*(2．ThentheeffectofreactionconditionsontheperformanceofZnO—PbOcatalystinth