碳化钙及醇钙与低碳醇反应制备高碳醇的研究

摘要

随着世界石油和天然气资源的日益枯竭，从煤生产电石，再将其转化为基本有机化工原料乙炔，是一条弥补石油化工原料不足的有效途径。煤制化学品技术的发展及氧热法电石生产技术的开发进一步促进了电石下游产品的开发。目前，电石下游产品的生产多数从电石与水反应生成的乙炔为原料开始，产物包括氯丁橡胶、醋酸乙烯、乙炔碳黑等。由于电石与乙炔均具有碳碳三键，因此研究者们探索了由电石直接制备乙炔下游产品的新路线。上世纪60年代，美国研究者发现利用电石与醇反应可制备乙基乙烯基醚，但该合成方法一直未引起人们的重视。本课题组在此发现的基础上做了进一步探索，详细阐明了乙烯基醚类化合物的合成路径。研究中同时发现，碳化钙与乙醇的反应有少量正丁醇生成，初步提出其来源于乙醇钙的分解，但该观点的提出并未得到进一步的认识。 正丁醇不仅是一种重要的化工原料，用于多种涂料的溶剂和增塑剂邻苯二甲酸二丁酯生产的原料，也是一种极具潜力的新型生物燃料。为了进一步提高正丁醇的产率，完善实验室的前期认识，丰富电石下游产品，本文重点考察了反应条件对碳化钙及乙醇钙与乙醇反应制备正丁醇的影响，初步提出了正丁醇的合成路径，并探索性地研究了碳化钙及乙醇钙与甲醇的反应，研究结果表明: (1)碳化钙与乙醇反应可以生成正丁醇，但正丁醇并非来源于中间产物乙醇钙的分解。在研究条件范围内，碳化钙的加入量为23.6mmol，乙醇/碳化钙的摩尔比为19.3时，360℃下反应6h，正丁醇的产量可达26.7 mmol。 (2)乙醇钙与乙醇反应可以生成正丁醇，反应温度和反应物的摩尔比是影响正丁醇产量的主要因素。在研究条件范围内，乙醇钙的加入量为6.58 mmol，乙醇/乙醇钙的摩尔比为33时，390℃下反应9h，正丁醇的产量可达10.8 mmol。 (3)碳化钙及乙醇钙与甲醇高温下反应均可产生乙醇，但其反应机理有待进一步探索。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 碳化钙的性质及用途

1．1．1 碳化钙的性质

1．1．2 碳化钙的用途

1．2 碳化钙的反应研究

1．2．1 碳化钙与无机物的反应

1．2．2 碳化钙与有机物的反应

1．3 正丁醇的性质及应用

1．3．1 正丁醇的物化性质

1．3．2 正丁醇的用途

1．4 正丁醇的工业生产方法

1．4．1 发酵法

1．4．2 羰基合成法(OXO法)

1．4．3 醇醛缩合法

1．5 以乙醇为原料制备正丁醇的研究现状

1．5．1 催化剂研究现状

1．5．2 乙醇二聚制备正丁醇的机理研究

1．6 选题依据及研究内容

第二章 碳化钙与乙醇的反应

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验装置及反应条件

2．2．2 产物分析

2．2．3 电石纯度及固体产物中CaC2的测定

2．2．4 固体产物中乙醇钙含量的测定

2．2．5 乙醇钙的分解行为

2．3 结果与讨论

2．3．1 反应温度的影响

2．3．2 反应物摩尔比的影响

2．3．3 反应时间的影响

2．4 小结

第三章 乙醇钙与乙醇的反应

3．1 引言

3．2 实验部分

3．3 结果与讨论

3．3．1 乙醇钙结构分析

3．3．2 反应温度的影响

3．3．3 反应物摩尔比的影响

3．3．4 反应时间的影响

3．4 小结

第四章 碳化钙及醇钙与甲醇反应的探索性研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．3 结果与讨论

4．3．1 碳化钙与甲醇反应

4．3．2 乙醇钙与甲醇反应

4．4 小结

第五章 总结与展望

5．1 论文总结

5．2 下一步工作建议

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者及导师介绍