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1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文TS-1催化氯丙烯和甲代烯丙基氯環(huán)氧化反應(yīng)過程研究姓名:陳曉昀申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):化學(xué)工藝指導(dǎo)教師:米鎮(zhèn)濤20030701摘要Ts-l催化烯烴環(huán)氧化反應(yīng)具有反應(yīng)條件溫和:反應(yīng)速度快、選擇性高、過程無污染等優(yōu)點(diǎn)。盡管這是一種有工業(yè)前景的環(huán)氧化合物的合成方法,但目前有關(guān)Ts-l催化H202與氯丙烯環(huán)氧化反應(yīng)過程和Ts.1催化H202與甲代烯丙基氯環(huán)氧化反應(yīng)過程的研究還處于初步探索階段。本文的研究內(nèi)容大體可以分為下列三個部分,即:(1)考察了TS.1催化H202與氯丙烯環(huán)氧化反應(yīng)過程中反應(yīng)溫度、催化劑濃度等單因素變化對反應(yīng)效果的影響,并通過正交實(shí)驗(yàn)的方法確定
2、了以甲醇為溶劑條件下最佳反應(yīng)條件為:TS.1濃度=12.59/L;反應(yīng)溫度=45。C;原料中氯丙烯:H202摩爾比=l:l;溶劑甲醇用量=80mL。在此反應(yīng)條件下反應(yīng)20min,氯丙烯轉(zhuǎn)化率64.86%,環(huán)氧氯丙烷選擇性95.39%,環(huán)氧氯丙烷收率61.87%。(2)通過動力學(xué)研究,得到了在最佳反應(yīng)條件下進(jìn)行的Ts-1催化H202與氯丙烯環(huán)氧化反應(yīng)體系的主、副反應(yīng)動力學(xué)方程,即:a)氯丙烯環(huán)氧化主反應(yīng)動力學(xué)方程』,1—5564x104_=等=1.520×107×elr×警8×∞荔∽環(huán)氧氯丙烷與甲醇醚化副反應(yīng)動力學(xué)方程J,1—57297x10‘瑪:一U1..。。ep:3.398
3、×105×P——i廣×c型”‘西’c1環(huán)氧氯丙烷水解副反應(yīng)動力學(xué)方程J—q375x104r3:一監(jiān):1.425×104×eT×c野27出。d)H202氧化環(huán)氧氯丙烷副反應(yīng)動力學(xué)方程T幾一6071x10●r4一a(m。ep=7.593x107×口1廣×掣”×G0.:7。210(3)考察了Ts.1催化H202與甲代烯丙基氯環(huán)氧化反應(yīng)過程中單因素變化對反應(yīng)效果的影響,并通過正交實(shí)驗(yàn)的方法確定了以甲醇為溶劑條件下最佳反應(yīng)條件為:Ts.1濃度=12.5e,/L;反應(yīng)溫度=55。C;原料中甲代烯丙基氯:H202摩爾比=l:1;溶劑甲醇用量=100mL。在此反應(yīng)條件下反應(yīng)40min,甲代烯
4、丙基氯轉(zhuǎn)化率26.1%,甲基環(huán)氧氯丙烷選擇性91.5%,甲基環(huán)氧氯丙烷收率23.9%。此外,對無溶劑條件下Ts-1催化H202與甲代烯丙基氯環(huán)氧化反應(yīng)過程進(jìn)行了探索性研究。關(guān)鍵詞:Ts。1,氯丙烯,甲代烯丙基氯,過氧化氫,環(huán)氧化ABSTRACTTheepoxidationofolefinswithhydrogenperoxidebytitaniumsilicalite(TS-1)hasdistinctadvantages,suchasmoderateconditions,highyieldtoepoxidesandnopollution.Althoughithasabrill
5、iantprospecttObecomeagreentechnologytomanufactureepoxides,thestudyontheepoxidationofallylchlorideandmethylallylchloridewithhydrogenperoxidebytitaniumsiliealite(TS-1)isstillunderinvestigationontheexperimentalscale.Inthisthesis,thefollowingthreepartshavebeenstudied.Firstly,throughthevariation
6、ofcertainfactor,thefactoreffectingontheallylchlorideepoxidationhasbeenstudied,Inaddition,byorthogonalexperiment,theeffectofsinglefactorontheepoxidationinmethanolsolventwasinvestigated.Expandingtherangeandcontinuingtheexperiment,theoptimumtechnologicalconditionsofallylchlorideepoxidationinme
7、thanolsolventwere454C,themolarratioofACtoH202=1:1,TS一1concentration=12.59/L,thevolumeofmethanolusedis80mL.Whenreactingattheoptimalconditionsfor20minutes,theconversionofallylchloride,theselectivityandyieldtoepichloroh)7drinwere64.86%,95.39%and61.87%,respe