尿素醇解法制碳酸二甲酯的研究.pdf

1、尿素醇解法制備碳酸二甲酯具有原料易得，便宜，反應(yīng)流程短，反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣可以回收利用，反應(yīng)中沒(méi)有水生成，易于分離出DMC，制備過(guò)程基本無(wú)污染，能夠有效地降低碳酸二甲酯的生產(chǎn)成本等優(yōu)點(diǎn)，是符合人類可持續(xù)發(fā)展要求的綠色化工技術(shù)。 本文以甲醇和尿素為原料，采用尿素醇解法使用自制催化劑在間歇加壓釜中制備DMC，并通過(guò)氣相色譜檢測(cè)反應(yīng)產(chǎn)物，計(jì)算得到DMC收率，使用不同方法制備出一元金屬氧化物催化劑ZnO、二元金屬氧化物催化劑、負(fù)載型金屬氧化

2、物催化劑以及金屬單質(zhì)催化劑，對(duì)其催化活性分別進(jìn)行了比較。選出了高催化活性的催化劑，并研究了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、原料配比以及催化劑用量等因素條件對(duì)DMC收率的影響，找到了合成DMC的最佳工藝條件。此外，本文對(duì)部分催化劑進(jìn)行了SEM、XRD、BET表征。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明： (1)一元金屬氧化物中使用溶膠—凝膠法制備的ZnO的催化活性最好，DMC的收率達(dá)到6.10％。 (2)二元金屬氧化物催化劑中用溶膠—凝膠法制備的Zn

3、O-BaO(Ⅱ)的催化活性最好。不同二元金屬氧化物對(duì)該反應(yīng)的催化活性順序?yàn)椋簔nO-Bao(Ⅱ)>ZnO-BaO(I)>ZnO-CaO>ZnO-Cs<,2>O>ZnO-Cu<,2>O>ZnO-MgO；而以ZnO-BaO(II)為催化劑制備DMC的較合適的工藝條件是：壓力為2.0MPa～2.4MPa，反應(yīng)溫度185℃，反應(yīng)時(shí)間10h，甲醇與尿素的摩爾比為36，催化劑用量為甲醇與尿素質(zhì)量的6％，DMC的收率高達(dá)13. 22％。 (3

4、)金屬氧化物負(fù)載型催化劑中ZnO-KOH對(duì)合成DMC有高的的催化活性，而催化劑ZnO-KH<,2>PO<,4>、ZnO-NaH<,2>PO<,4> ZnO-KCI則對(duì)合成氨基甲酸甲酯具有較高的催化活性。選用ZnO-KOH為催化劑尿素醇解制各碳酸二甲酯反應(yīng)的合適反應(yīng)條件為：甲醇與尿素的摩爾比為60，催化劑ZnO-KOH為甲醇和尿素質(zhì)量的4[％]，反應(yīng)時(shí)間為lOh，反應(yīng)溫度為185<'。>C，DMC的收率可達(dá)14.37[％]。 (

5、4)3種金屬單質(zhì)：銅粉、鎂粉和鉛粉中鎂粉對(duì)合成DMC有高的的催化活性。選用鎂粉作為催化劑，當(dāng)甲醇與尿素的摩爾比為60，反應(yīng)溫度為185℃．壓力為2.7MPa～3.OMpa時(shí)，實(shí)驗(yàn)得到合成DMC的比較合適條件為：催化劑鎂粉的用量為甲醇和尿素質(zhì)量的1[％]，反應(yīng)時(shí)間為12h，通氣方式為第三種通氣方式(反應(yīng)前先充入一部分氣體，待溫度升到185<'。>C時(shí)保持lh，然后降溫到室溫，排空反應(yīng)器中的氣體后，重新充入大量的氮?dú)?，再在反?yīng)過(guò)程中邊充入氮