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生物质甘油催化转化为羟基丙酮及其精细化利用

作　者: 杨春华
导　师: 兰支利
学　校: 湖南师范大学
专　业: 有机化学
关键词: 生物质甘油 催化转化 羟基丙酮 1，2-丙二醇 4-甲基咪唑
分类号: TQ224.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 78次
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内容摘要


矿石资源的过度使用和开发,使得近年来生物柴油产业快速发展,甘油作为其生产过程中的副产物大量生成,合理利用这些过剩的甘油将有助于提高整个生物柴油产业的经济效益,甘油的深度开发已成为人们重点研究的对象。本文考察了生物质甘油在催化剂作用下脱水生成羟基丙酮的影响因素,以及羟基丙酮转化为1,2-丙二醇和4-甲基咪唑的最佳反应条件,得到了以下四个方面的结果:1.甘油催化脱水生成羟基丙酮,以乙醇为溶剂,在98 KPa、240℃条件下,铜铬催化剂的铜铬比为1:1,催化剂含量2.5wt%,采用连续滴样的进样方式,80%的甘油溶液反应的效果最好,反应30min时,对羟基丙酮的选择性最好,反应50min后基本反应完全。2.羟基丙酮加氢为1,2-丙二醇的实验中,利用TPR技术考察了催化剂的最佳制备条件,得出在300℃还原3h得到的铜铬催化剂,其催化活性最好。3.羟基丙酮加氢为1,2-丙二醇的反应,以乙醇为溶剂,乙醇的含量不低于30%,温度200℃、氢气压力6MPa时加氢转化为1,2-丙二醇的效果最好,羟基丙酮的转化率和1,2-丙二醇的选择性接近99.0%,反应非常快,约30min原料基本反应完全。4.羟基丙酮、甲酰胺、液氨为原料,羟基丙酮:甲酰胺为1:5,间歇式加氨,温度160℃,压力1.5～2.0MPa,反应3h,4-甲基咪唑收率达81.2%。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章 绪论  9-23
  1.1 生物质甘油的来源  9-12
    1.1.1 生物柴油的定义及其特点  9-10
    1.1.2 生物柴油的发展情况  10-11
    1.1.3 生物柴油副产物—甘油  11-12
  1.2 生物质甘油的精细化利用  12-17
    1.2.1 甘油的综合利用  12-13
    1.2.2 甘油的精细化利用  13-17
  1.3 生物质甘油脱官能团化反应  17-19
    1.3.1 甘油脱水生成丙烯醛的反应  17-18
    1.3.2 甘油催化氢解转化为丙二醇的反应  18-19
    1.3.3 Suppes的生产工艺  19
  1.4 羟基丙酮的精细化利用  19-21
    1.4.1 羟基丙酮制备1，2-丙二醇  19-20
    1.4.2 羟基丙酮制备4-甲基咪唑  20-21
  1.5 本论文研究的目的、意义以及主要内容  21-23
    1.5.1 本论文的研究目的和意义  21-22
    1.5.2 论文研究的主要内容  22-23
第二章 甘油转化为羟基丙酮的研究  23-41
  2.1 引言  23-25
  2.2 实验部分  25-29
    2.2.1 原料及仪器  25
    2.2.2 催化剂的制备  25-26
    2.2.3 实验装置及操作  26
    2.2.4 固定床反应实验方法  26-27
    2.2.5 分析方法  27-29
  2.3 结果与讨论  29-40
    2.3.1 溶剂的影响研究  29-30
    2.3.2 甘油浓度对反应的影响  30-31
    2.3.3 催化剂铜铬配比对反应的影响  31-32
    2.3.4 不同铜铬催化剂的比较  32-33
    2.3.5 催化剂活性位研究  33-34
    2.3.6 催化剂用量对反应的影响  34-35
    2.3.7 不同进样方式对反应的影响  35-36
    2.3.8 反应温度的影响研究  36-37
    2.3.9 羟基丙酮选择性随反应时间的变化规律  37
    2.3.10 甘油转化为羟基丙酮的固定床微反应实验  37-39
    2.3.11 产物的表征  39-40
  2.4 结论  40-41
第三章 羟基丙酮催化加氢为1，2-丙二醇的研究  41-56
  3.1 前言  41-42
  3.2 实验部分  42-44
    3.2.1 原料及仪器  42
    3.2.2 实验操作  42-43
    3.2.3 产物分析  43
    3.2.4 催化剂的TPR表征  43-44
  3.3 结果与讨论  44-54
    3.3.1 催化剂的筛选  44-45
    3.3.2 铜铬催化剂的表征研究  45-51
    3.3.3 温度对反应的影响  51-52
    3.3.4 氢气压力对反应的影响  52
    3.3.5 浓度对反应的影响  52-53
    3.3.6 催化剂用量对反应的影响  53-54
    3.3.7 催化剂的稳定性  54
  3.4 结论  54-56
第四章 羟基丙酮转化为4-甲基咪唑的研究  56-62
  4.1 前言  56-57
  4.2 实验部分  57
    4.2.1 原料及仪器  57
    4.2.2 实验操作  57
    4.2.3 产品分析  57
  4.3 结果与讨论  57-62
    4.3.1 反应温度的影响  57-58
    4.3.2 反应时间的影响  58-59
    4.3.3 羟基丙酮和甲酰胺比率的影响  59
    4.3.4 压力的影响  59-60
    4.3.5 4-甲基咪唑成品鉴定  60-62
结论  62-63
参考文献  63-69
攻读硕士学位期间发表的论文  69-70
致谢  70-71

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 基本有机化学工业 > 脂肪族化合物（无环化合物）的生产 > 脂肪族醛和酮（羰基化合物）及其衍生物 > 脂肪族酮
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