超臨界CO2一步法合成碳酸二甲酯的研究.pdf

1、超臨界CO2一步法合成碳酸二甲酯(DMC)方法對(duì)于CO2的資源化利用和綠色化學(xué)品合成都具有重要的意義，能帶來環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。本文綜述了超臨界流體技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和DMC的生產(chǎn)工藝，并對(duì)國(guó)內(nèi)外在超臨界CO2合成DMC方面的研究進(jìn)展進(jìn)行了重點(diǎn)闡述，基于此本課題開展了相關(guān)的研究。
　　本實(shí)驗(yàn)利用CO2在超臨界條件下與環(huán)氧丙烷(PO)和甲醇一步法合成綠色化學(xué)品DMC。實(shí)驗(yàn)考察了催化劑種類及用量(2％～6％)、脫水劑種類及用量(0

2、.1～0.9 g)、物料配比(VCH3OH∶VPO=1～12)、攪拌速度(0～500 r/min)、壓力(5.0～10 MPa)、溫度(110～190℃)和時(shí)間(0.25～3h)的影響，并提出了可能存在的反應(yīng)機(jī)理。
　　結(jié)果表明:K+的存在能加速反應(yīng)進(jìn)行，也能在一定程度上抑制副產(chǎn)物的生成，而甲醇鉀是一步法合成DMC的良好催化劑;添加脫水劑有利于提高DMC的收率，其中以氯化鈣的效果最好;DMC的收率隨催化劑和脫水劑的投加量變化而變化

3、;隨著VCH3OH∶VPO的增大，DMC收率逐漸增加，考慮到原料的利用率，實(shí)驗(yàn)確定以VCH3OH∶VPO=10∶1為最佳;攪拌速度對(duì)實(shí)驗(yàn)影響較大，過大或過小都不利于催化劑和脫水劑均勻的分散，適宜的攪拌速度為300 r/min;增大壓力有利于反應(yīng)向右進(jìn)行，但過高的CO2密度會(huì)導(dǎo)致甲醇等反應(yīng)物的相對(duì)濃度降低，從而阻礙了反應(yīng)的進(jìn)行，其中以7.0 MPa效果最佳;低溫條件下反應(yīng)速率較低，但太高的溫度會(huì)使DMC分解且部分物質(zhì)發(fā)生碳化，適宜反應(yīng)溫度