端羥基聚醚咪唑型離子液體催化合成碳酸乙烯酯的研究.pdf

《端羥基聚醚咪唑型離子液體催化合成碳酸乙烯酯的研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第33卷第4期石化技術與應用V01．33NO．42015年7月PetrochemicalTechnology&ApplicationJuly2015研究與開發(fā)(308—311)端羥基聚醚咪唑型離子液體催化合成碳酸乙烯酯的研究賀俊海，解偉(1．中國石油遼陽石化公司研究院；遼寧遼陽11lO03；2．中國石油遼陽石化公司生產(chǎn)運行處；遼寧遼陽11lO03)摘要：以環(huán)氧乙烷和二氧化碳為原料，自制的端羥基聚醚咪唑型離子液體為催化劑合成碳酸乙烯酯，考察了反應溫度、反應壓力、催化劑用量[m(催化劑)／m(環(huán)氧乙烷)

2、]、溶劑種類及助催化劑對環(huán)氧乙烷轉(zhuǎn)化率和碳酸乙烯酯選擇性的影響。結果表明，在催化劑用量0．5％，反應溫度8O℃，反應壓力1．5MPa，反應時間3h的條件下時，環(huán)氧乙烷轉(zhuǎn)化率和碳酸乙烯酯選擇性均可達95％以上。以碳酸乙烯酯為溶劑，并添加助催化劑ZnBr后，環(huán)氧乙烷轉(zhuǎn)化率可達100％，碳酸乙烯酯選擇性達99．7％。關鍵詞：碳酸乙烯酯；離子液體；催化劑；環(huán)氧乙烷；二氧化碳中圖分類號：TQ225．52文獻標志碼：B文章編號：1009—0045(2015)04—0308—04碳酸乙烯酯(EC)是性能優(yōu)良的高沸

3、點溶劑離子液體因具有蒸汽壓低、溶解性好及可設計性和重要的有機合成中間體，在紡織印染、高分子等獨特優(yōu)點，在合成環(huán)狀碳酸酯的催化領域中，合成、電化學、制藥等領域都有廣泛的應用。EC表現(xiàn)出良好的催化活性。本工作采用自制的合成方法主要有光氣法、酯交換法、尿素醇解法端羥基聚醚型咪唑離子液體催化合成EC，考察及環(huán)氧乙烷(EO)和CO，加成法。光氣法是最早了催化劑的催化性能并對合成EC的反應條件進的傳統(tǒng)制備方法，存在工藝流程長、收率低、生產(chǎn)行了優(yōu)化。成本高、毒性大、污染嚴重等問題，已逐步被淘汰。尿素醇解法是以尿素

4、和乙二醇為原料，該工1實驗部分藝可以克服光氣劇毒的缺陷，而且副產(chǎn)物安琪可1．1原材料與儀器以循環(huán)用于尿素生產(chǎn)，但在開發(fā)環(huán)境友好型催化Ⅳ一甲基咪唑，工業(yè)級，浙江臨海市凱樂化工劑、減少尿素分解、產(chǎn)物分離等方面存在·定的廠生產(chǎn)；環(huán)氧氯丙烷，分析純，天津市光復科技發(fā)難度，仍需開展大量的研究工作。以CO，和EO展有限公司生產(chǎn)；1，2一二氯乙烷，分析純，天津為原料加成制備EC是一個典型的“原子經(jīng)濟”和市光復科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)；乙二醇，分析純，“綠色化學”反應過程，具有生產(chǎn)成本低、轉(zhuǎn)化率國藥集團化學試劑有限公司

5、生產(chǎn)；三氟化硼乙和選擇性高等優(yōu)點，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。該醚，分析純，國藥集團化學試劑有限公司生產(chǎn)；乙反應的關鍵在于如何活化熱力學性質(zhì)比較穩(wěn)定醇，分析純，沈陽經(jīng)濟開發(fā)區(qū)試劑有限公司生產(chǎn)。的CO，，因此選擇合適的催化劑是反應順利進行FTIR一650型傅立葉變換紅外光譜儀，天津港東的核心。近幾十年來，國內(nèi)外科研工作者在這方科技發(fā)展股份有限公司生產(chǎn)。面做了大量的工作，發(fā)現(xiàn)了多種適用于該反應的催化劑，包括主族元素配合物催化體系¨，過渡金屬配合物催化體系、季銨鹽與季膦鹽和收稿日期：2o15—03—23；修回日

6、期：2o15—05—25堿金屬鹽催化體系等。但是這些催化劑體系基金項目：中國石油天然氣股份有限公司遼陽石化公司資助項目(項目編號：K201303)都存在催化活性不高、與產(chǎn)物分離困難、反應溫作者簡介：賀俊海(1979一)，男，吉林長春人，學士，工程師，度和壓力高、能耗大等缺點，工業(yè)應用受到限制。從事化工催化劑研發(fā)工作，已發(fā)表論文3篇。第4期賀俊海等．端羥基聚醚咪唑型離子液體催化合成碳酸乙烯酯的研究1．2端羥基聚醚咪唑型離子液體催化劑的合成EO轉(zhuǎn)化率(X)和Ec選擇性(S)計算公聚環(huán)氧氯丙烷(PECH)

7、的合成在帶有溫式如下：度計、攪拌磁子和冷凝管的三口燒瓶中加入適量XE0=(n0一n1)／n0×100％，(1)l，2一二氯乙烷，通氮氣并開啟攪拌，再加入乙二SEc=／／'2／(n0一n1)×100％。(2)醇和三氟化硼乙醚，攪拌30min，用冰水浴將反式中：n。為反應前加入的EO的量，mol；n．為未應混合物降至0cI=，然后緩慢滴加適量用1，2一反應EO的量，tool；n為反應生成EC的量，mol。二氯乙烷稀釋的環(huán)氧氯丙烷溶液，2h滴加完畢，于0℃繼續(xù)反應2h，溶液變?yōu)樯钌吵硪后w，停2結果與討論

8、止攪拌，反應結束。將產(chǎn)物用去離子水洗滌5次，2．1端羥基聚醚咪唑離子液體的結構表征于60℃、5kPa下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，除去小分子和水，得圖2為合成的端羥基聚醚咪唑離子液體紅到精制的透明粘稠狀的PECH液體。外譜圖，可以看出，在3384cm處是一0H的伸端羥基聚醚咪唑型離子液體催化劑的合成縮振動吸收峰；2957cm處是主鏈上CH，的伸將摩爾比為1：1．5的PECH與Ⅳ一甲基咪唑縮振動峰，1667cm～，1574cm分別是咪唑環(huán)加入三口燒瓶中，在80℃的恒溫水浴中攪拌反應上C—