功能性離子液體催化正己烷異構(gòu)化的反應(yīng)行為【開題報(bào)告】

《功能性離子液體催化正己烷異構(gòu)化的反應(yīng)行為【開題報(bào)告】》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告化學(xué)工程與工藝功能性離子液體催化正己烷異構(gòu)化的反應(yīng)行為一、綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說(shuō)明選題的依據(jù)和意義1前言煉油廠和石油化工廠副產(chǎn)大量的的烷烴。目前烷烴的利用率還很低，因此大量過(guò)剩、低價(jià)值的烷烴的化工利用已經(jīng)成為石化企業(yè)急需解決的問(wèn)題之一。在諸多烷烴利用方案中，正己烷的異構(gòu)反應(yīng)及其工藝過(guò)程越來(lái)越受到重視。高效、穩(wěn)定的催化劑在正己烷異構(gòu)化反應(yīng)過(guò)程中起到了關(guān)鍵的作用。因此，催化劑的開發(fā)和優(yōu)化一直是異正己烷異構(gòu)化反應(yīng)研究的核心內(nèi)容。近年來(lái)，功能化離子液體已經(jīng)成為研究中的熱點(diǎn)。當(dāng)離子液體的陽(yáng)離子引入一種烷基磺酸基團(tuán)時(shí)，離子液體就

2、成為酸性離子液體。酸性離子液體同時(shí)擁有液體酸的高密度反應(yīng)活性和固體酸的不揮發(fā)性，加之其結(jié)構(gòu)和酸性的可調(diào)變性，具有取代傳統(tǒng)工業(yè)酸催化材料的潛力。而近年來(lái)，綠色化學(xué)與環(huán)境友好化學(xué)逐漸成為人們關(guān)心的熱點(diǎn)，它要求從源頭上防止和控制污染的產(chǎn)生。綠色化學(xué)的核心問(wèn)題是研究新反應(yīng)體系，尋找新的化學(xué)原料，探索新反應(yīng)條件等。室溫離子液體作為一種相對(duì)環(huán)境友好的溶劑和催化劑在化學(xué)反應(yīng)中發(fā)揮了獨(dú)特的作用。本論文的目的在于以吡啶、對(duì)甲苯磺酸、濃硫酸、環(huán)己烷、甲醇、乙醚等原料合成幾種SO3H—型功能化離子液體。然后用此類離子液體催化正己烷異構(gòu)化反應(yīng)，觀察其反應(yīng)效果，為

3、將來(lái)進(jìn)一步研究作準(zhǔn)備。2主題2.1常規(guī)催化劑2.1.1分子篩分子篩是一類具有分子大小孔徑的硅鋁酸鹽體系，在烷烴異構(gòu)化反應(yīng)中以質(zhì)子酸形式發(fā)生作用，其典型特點(diǎn)之一是他獨(dú)特的孔道結(jié)構(gòu)，沸石分子篩催化劑活性高，具有擇形催化作用，并且催化劑無(wú)腐蝕、無(wú)污染、抗毒化能力強(qiáng)。因此該系列催化劑一經(jīng)出現(xiàn)立即引起了研究者們的關(guān)注。張宏宇采用固定床反應(yīng)器，研究了NaY和β分子篩在離子交換前后，對(duì)烷烴異構(gòu)化反應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，NaY和β分子篩只有在200℃以上才顯示活性，而NaY分子篩經(jīng)過(guò)HCL和NH4NO3溶液離子交換后，在80℃就顯現(xiàn)出較高的活性。2.1

4、.2固體酸催化劑熱穩(wěn)定性良好的負(fù)載硫酸鹽是一種用途較廣泛的的固體酸，許多金屬硫酸鹽經(jīng)焙燒后可產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的中等強(qiáng)度的酸中心。特別是負(fù)載型Ni基催化劑，異構(gòu)化反應(yīng)活性和異構(gòu)化產(chǎn)物的選擇性均較高，產(chǎn)物支鏈度較低。近期，蘇德香等一混合C4為原料，采用固定床板反應(yīng)器，在液固反應(yīng)系統(tǒng)中考察了負(fù)載金屬硫酸鹽催化劑的制備條件和反應(yīng)條件對(duì)烷烴異構(gòu)化反應(yīng)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，金屬硫酸鹽的負(fù)載量、載體的預(yù)處理、反應(yīng)溫度和空速條件均可影響異丁烯的轉(zhuǎn)化率和二聚體的選擇性。在優(yōu)秀的反應(yīng)條件下，二聚體的選擇性可達(dá)90%以上，同時(shí)其它烯烴的轉(zhuǎn)化率控制在1%以下，該負(fù)載

5、金屬硫酸鹽催化劑在混合烷烴異構(gòu)化反應(yīng)中顯示出良好的催化性能。2.1.3離子交換樹脂催化劑在常壓氣液相反系統(tǒng)中，Amberlyest-15強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂催化劑表現(xiàn)出較高的烷烴異構(gòu)化活性。Yoon等采用固定床反應(yīng)器，研究了異丁烯在陽(yáng)離子交換樹脂催化下的液相異構(gòu)化反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，低空速、低濃度的烷烴和高酸量的催化劑有利于三聚體的生成。綜合上述可知，烷烴異構(gòu)化的方法眾多，而且都有了很大的進(jìn)步和發(fā)展。烷烴異構(gòu)化反應(yīng)是一個(gè)典型的酸催化反應(yīng)，為使工藝更加完善，需要建立催化劑的酸性性質(zhì)與目標(biāo)產(chǎn)物選擇性的對(duì)應(yīng)關(guān)系，延長(zhǎng)催化劑的使用壽命，尋求簡(jiǎn)便的

6、再生方法。而功能性離子液體作為一種新型的反應(yīng)介質(zhì)，將其利用到烷烴異構(gòu)化反應(yīng)中，不但能夠?qū)﹄x子液體催化烷烴異構(gòu)化工藝有所突破，而且對(duì)離子液體體系中化學(xué)反應(yīng)特性和異構(gòu)化過(guò)程有更加深入地理解。離子液體作為一種相對(duì)環(huán)境友好的溶劑和催化劑，具有許多獨(dú)特的性質(zhì)。近幾年來(lái)，離子液體作為一種綠色溶劑和催化劑的載體在催化和有機(jī)反應(yīng)過(guò)程中發(fā)揮了獨(dú)特的作用。而功能性離子液體的研究更成為新的熱點(diǎn)，其中以無(wú)水三氯化鐵為主要陰離子源，與咪唑、吡啶或烷基胺等有機(jī)陽(yáng)離子源相配合的三氯化鐵離子液體催化劑，已用于異丁烯齊聚反應(yīng)并取得了很好的成效，但仍有許多不盡人意之處。2.

7、2離子液體的發(fā)展離子液體是由有機(jī)陽(yáng)離子和無(wú)機(jī)陰離子構(gòu)成的、在室溫下以液體存在的一種鹽。離子液體的陰陽(yáng)離子在數(shù)目上相等，所以呈電中性，又被稱為室溫離子液體、有機(jī)離子液體、室溫熔融鹽。最早關(guān)于離子液體的研究可以追溯到1914年，Walden發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)在室溫下呈液態(tài)的有機(jī)鹽——硝基乙胺，其熔點(diǎn)只有12℃。但是因?yàn)樵诳諝庵泻懿环€(wěn)定，而且它容易發(fā)生爆炸，所以人們?cè)陔S后的開發(fā)和應(yīng)用中遇到了困難，使之不了了之。20實(shí)際40年代末，美國(guó)的Hurley和Wier等人在研究室溫條件下電解Al2O3的方法時(shí)，N-乙基吡啶和Alcl3這兩種固體混合物自發(fā)地反應(yīng)

8、，生成了澄清透明的液體，這就是離子液體。他們利用這種離子液體進(jìn)行了金屬的電沉積等反應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其作用電鍍鋁的電解液具有特殊的特點(diǎn)。直至1992年，Wilkes領(lǐng)導(dǎo)的研究小組合成了一系列由咪唑陽(yáng)