混二元酸二甲（辛）酯合成工艺研究

摘要

本论文系统研究了混二元酸与甲醇和辛醇的催化酯化反应，通过对混二元酸原料的定性、定量分析，设计和制备了一系列包括分子筛催化剂、固体超强酸催化剂和酸性复式盐催化剂等体系的催化剂，建立了包括酯化反应转化率及酯化产物的检测分析和催化剂反应性能评价的全面系统的研究方法，得出混二元酸与甲醇和辛醇催化酯化反应的最佳工艺条件，并对混二元酸二辛酯的使用性能进行了研究。 实验表明：固体超强酸ZiO2-ZrO2/SO4 2-和酸式复盐NaHSO4-H2O适合混二元酸体系。其中，硫酸氢钠催化合成混合二元酸二甲酯的最佳工艺条件为：以0.1mol混合二酸为基准，醇酸摩尔比为13，催化剂用量为0.8g，回流除水5.0h，混合二元酸二甲酯收率可达94.95％。硫酸氢钠催化合成混二元酸二辛酯的最佳工艺条件为：14.60g(0.10mol)已二酸粗品，物料比1：2.7，15ml二甲苯，0.50g催化剂，108～155℃反应1.5h，转化率为99.90％。固体超强酸催化合成混二元酸二甲酯的最佳工艺条件为：14.6g(0.10mol)己二酸粗品，醇酸摩尔比为12，0.30g TiO2-ZrO2/SO4 2-(含ZrO2 30％)催化剂，反应5h，酯收率可达94.60％。固体超强酸催化合成混合二元酸二辛酯的最佳工艺条件为：14.60(0.10mol)g已二酸粗品，0.30gTiO2-ZrO2/SO42-(含ZrO230％)固体酸催化剂，醇酸摩尔比为3.4，160～220℃反应4h，转化率为99.91％。并用质谱等分析手段对所合成产物的结构进行了表征；同时也对目标产物的物理性能诸如沸点、酸值、酯含量等进行了测定与分析。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1国外己二酸产业的现状及发展趋势

1.2国内己二酸产业的现状及发展趋势

1.3耐寒增塑剂的市场现状及需求

1.4混二元酸双酯的社会意义

1.5本文的目的意义及主要研究内容

1.5.1研究的目的及意义

1.5.2主要研究内容

2酯化反应催化剂的研究现状

2.1磺酸催化剂

2.2硫酸盐催化剂

2.3沸石分子筛催化剂

2.4固体超强酸和稀土固体超强酸催化剂

2.5杂多酸催化剂

2.6强酸型阳离子交换树脂催化剂

2.7固体酸催化酯化反应研究的发展趋势

2.7.1固体酸催化剂制备工艺

2.7.2固体酸催化酯化反应工艺

2.8混二元酸的固体酸催化酯化反应研究进展

3原料分析及实验研究方法

3.1原料组成的定性分析、定量分析

3.1.1IR定性分析

3.1.2 LC-MS定性分析

3.1.3原料中水分含量测定

3.1.4原料中己二酸、戊二酸和丁二酸的定量分析

3.2酯化反应转化率及酯含量的测定

3.2.1酯化反应转化率的测定

3.2.2产品酯含量的测定

3.3催化剂的制备及筛选

3.3.1催化剂的设计

3.3.2催化剂的制备方法

3.3.3催化剂类型的筛选

3.3.4固体超强酸催化剂的主要影响因素

3.3.5固体超强酸催化剂的表征

4混二元酸二甲酯合成工艺研究

4.1仪器与试剂

4.2酸性复式盐催化剂作用下的酯化反应研究

4.2.1实验方法

4.2.2物料比对转化率的影响

4.2.3催化剂类型对转化率的影响

4.2.4催化剂用量对转化率的影响

4.2.5反应时间对转化率的影响

4.2.6.带水剂的类型对转化率的影响

4.2.7正交实验

4.2.8最优工艺的验证实验

4.2.9催化剂的重复使用活性评价实验

4.2.10催化剂转化数的测定

4.3固体超强酸催化剂作用下的酯化反应研究

4.3.1反应机理

4.3.2催化剂组成对转化率的影响

4.3.3催化剂用量对转化率的影响

4.3.4物料比对转化率的影响

4.3.5最优工艺的验证实验

4.3.6催化剂的重复使用活性评价实验及其转化数的测定

4.4混合二元酸二甲酯化反应工艺放大实验研究

4.4.1硫酸氢钠催化作用下的酯化反应

4.4.2固体超强酸催化作用下的酯化反应

4.5混合二元酸与甲醇酯化反应产物的结构表征

4.5.1混合二元酸二甲酯的红外光谱图

4.5.2混合二元酸二甲酯的GC-MS图

5原料的硝酸氧化实验

5.1实验操作方法

5.2硝酸与原料酸的摩尔比对产物得率的影响

5.3反应温度对产物得率的影响

5.4反应时间对产物得率的影响

5.5硝酸浓度对产物得率的影响

5.6正交实验结果与分析

5.7最优方案的验证实验

6混合二元酸二辛酯合成工艺的研究

6.1硫酸氢钠催化作用下的酯化反应

6.1.1反应时间对转化率的影响

6.1.2催化剂用量对转化率的影响

6.1.3带水剂的类型对转化率的影响

6.1.4物料比对转化率的影响

6.1.5带水剂用量对转化率的影响

6.1.6正交实验

6.1.7最优工艺的验证实验

6.2固体超强酸催化剂作用下的酯化反应研究

6.2.1反应时间对转化率的影响

6.2.2带水剂对转化率的影响

6.2.3催化剂用量对转化率的影响

6.2.4醇酸摩尔比对转化率的影响

6.2.5最优工艺的验证实验

6.3混二元酸二辛酯的质谱图

7混二元酸二辛酯的应用研究

7.1产品的性质及用途

7.2混二元酸二辛酯的应用实验

7.3结论

8结束语

8.1结论

8.2本论文的创新点

致谢

参考文献