二氧化碳和乙醇直接合成碳酸二乙酯的研究-论文.pdf

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1、第42卷第6期化学工程Vo1．42No．62014年6月CHEMICALENGINEERINGfCHINA)Jun．2014二氧化碳和乙醇直接合成碳酸二乙酯的研究张军，兰荣，贾冬冬，孙永跃，张雪征，孙有光(天津理工大学化学化工学院，天津300384)摘要：为了提高碳酸二乙酯的转化率与选择性，对二氧化碳和乙醇直接合成碳酸二乙酯的过程进行了研究。确定了较优的催化剂为ZrO：和3A分子筛作为混合催化剂。对催化剂的制备工艺进行了优化：采用正相沉淀方式，沉淀pH值为9，焙烧温度为600℃时制备的ZrO按质量比为5：2的比例与3A分子筛进行物理

2、混合后催化效果最佳。在乙醇和二氧化碳的进料比为514／225mmol下，碳酸二乙酯的产量可以达到0．0543mmol，选择性在60％以上。在该催化体系中，加入脱水剂乙烯、环氧丙烷和环氧丁烷均无法达到高效提高反应产率的效果。关键词：ZrO；3A分子筛；二氧化碳；碳酸二乙酯；脱水剂中图分类号：TQ225．3文献标识码：A文章编号：1005—9954(2014)06-0058-05DoI：10．3969／j．issn．1005-9954．2014．06．013SynthesisofdiethylcarbonatefromC0andetha

3、nolZHANGJun，LANRong，JIADong—dong，SUNYong-yue，ZHANGXue—zheng，SUNYou·guang(SehoolofChemistryandChemicalEngineering，TianjinUniversityofTechnology，Tianjin300384，China)Abstract：Thecatalystusedinsynthesisofdiethylcarbonate(DEC)fromCO2andethanolwasstudiedinordertoimprovethepr

4、oductionandselectivity．Themixtureofzirconiumoxide(ZrO2)and3Amolecularsieveswasselectedastheoptimalcatalyst．Thepreparationmethodsofcatalystswerealsooptimized．ZrO2wasobtainedbytheprecipitationmethodatpH=9andthencalcinedat600oC．ZrO2and3Amolecularsievesweremixedasthemassra

5、tioof5：2．WhenthefeedratioofCO2andethanolwas514／225mmol，theyieldofDECcouldreach0．0543mmo[withtheselectivityofmorethan60％．Inthecatalyticsystem，addingdehydratingagentintothereactioncannoteficientlyimprovethereactionyield．Keywords：ZrO2；3Amolecularsieves；CO2；diethylcarbonat

6、e；dehydratingagent碳酸二乙酯(DEC)是重要的有机合成中间体，究较少，而对此类反应合成碳酸二甲酯(DMC)作了可用作溶剂、表面活性剂和锂电池液添加剂，以及汽许多研究，包括金属有机化合物f、固体氧化物、油和柴油机燃料的含氧添加剂等，有着广泛的用途。杂多酸以及负载型金属等。因此本研究对上传统制备碳酸二乙酯的方法是光气法，但光述类型催化剂进行了选择比较，并对催化剂制备工气作为原料具有剧毒、严重污染环境等特点。而乙艺进行了优化。醇和c0直接合成DECj，原料最为廉价易得，而另外反应中生成水会导致催化剂失活和DEC且对于解决

7、CO2引起的温室效应有重要的意义，是分解。有研究报道，通过加入有机物和水反应，与烷一条具有吸引力的绿色新工艺。该反应方程式为基碳酸酯合成过程形成耦合，则可以有效除水，并能2C2H5OH+CO2—C2H5OCOOC2H5+H2O。使反应的转化率大幅提高。Honda等采用乙腈水由于此反应在热力学上不占优势，并且伴有副合反应与DEC合成反应进行耦合，使得DEC收率产物的生成，所以为了提高转化率和选择性，开发高得到了提高。因此本研究对乙烯、环氧丙烷和环氧活性的催化剂成了研究重点。文献中对该反应的研丁烷作为脱水剂对该反应的影响进行了探索。收稿

8、日期：2013-10—18基金项目：国家自然科学基金资助项目(21106107，21003095，21072152)；天津市自然科学基金资助项目(11JCZDJC24400)作者简介：张军(1988～)，男，硕士研究生，研究方向为低碳