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fu州大学-宏图娱乐反应器应用ren证实验室氧化新案例
点击cishu:162 发布时jian:2020-05-11

背jingjieshao

环氧ben乙烷又称氧化ben乙xi,可用作环氧树zhixishiji、UV-吸收ji、增xiangji,也是有机合成,zhi药工业、xiang料工业的重要中jian体。如环氧ben乙烷催化加氢zhi祄ei?beta;-ben乙醇是mei瑰油、丁xiang油、橙花油的主要成分,广泛应用yu食品、烟草、肥皂及化妆品xiangjing。

er、传统工yi分析

环氧ben乙烷工业上主要通过卤醇法和过氧化氢催化环氧化合成。卤醇法由yu其能耗高,wuran重,是一个急需改进的工yi;

而jie助有机jinshu催化进行的过氧化氢环氧化因其环保,无wuran等优点,使得该工yijubei广kuo前jing。但其que点也很明xian,反应时jian过chang,过氧化氢用量过大,zhi詊i似涔ひ祷τ谩Ⅻ/span>

三、连续liu工yi探讨

fu州大学的连续liu专家郑辉东团队jiuben乙xi环氧化进行了一系lie连续liu研究,希wangjie助微反应器技shu解决ben乙xi催化环氧化存在的问ti。

首xian作zhe对2,2,2 -三氟ben乙tong的催化机理作了探讨。氟yuan子是一个良hao的吸电子ji团,2,2,2-三氟ben乙tong能与MeCNH2O2反应后,生成一个gengju活xing的wu元环氧化ji中jian体,稳定这种过渡态是ti高反应转化率和选择xing的guan键。

接着郑教授团队用该催化ji进行了釜式工yi的对照实验,确定了反应的催化ji,溶ji及huan冲液体系(如上图所示),并完成了20mmol的fang大实验。这里,作zhe进行了釜式条件下,反应时jian和转化率xiangguanxing的研究,如下:

结果表明,只有通过yanchang反应时jian至5小时,且增加反应nong度(jian小反应体系的溶ji和huan冲液用量),才能祄ei键/span>90.3%转化率,95.7%选择xing(Fig 1b);此外,过氧化氢的用量需4个当量。

作zhe分析yuan因,ren为是非均xiang反应fang大过程中,两xiang无法快su有效地混合以及换热效率低下dao致局部反应差异化过大所致。因此,作zhe希wangjie助Corning 反应器高效优异的传质传热特xing来解决这一问ti。

作zhe根据釜式工yi,在shai选优化了反应温度,催化ji比例,溶ji配比和liusu等参shu后,最终确定以mo式3进行连续liu环氧化,如下图所示,

在mo式3下,反应在80℃,背压8bar,zongliusu30ml/min,huan冲液liusu8.5ml/min,通过过氧化氢的erci进料以及首ci反应液的erci反应,可实现96.7%转化率,95%选择xing,最终收率可达91.8%

整个反应耗蔮en鲂琰/span>3.17min,与釜式工yi的5小时xiang比,反应时jian大大缩短,且反应效果genghao(釜式工yi下,转化率仅90.3%),此外过氧化氢用量jian小至3个当量。究其yuan因在yuCorning反应器独特的心形结gou设计,从而大大qiang化了反应过程中的传质和传热,使得反应su度大大ti升。

实验结论:

  • 通过Corning连续liu反应器发展并优化出一种新的ben乙xi环氧化工yi;
  • 使用该连续liu工yi,可获得较之釜式geng为优异的反应结果,转化率96.7%,选择xing95%
  • 该连续liu工yi反应耗蔮ei蹋?/span>3.17min),安quanxinggeng高;
  • 该工yi可以无缝fang大,非常适合ben乙xi环氧化的工业化应用。

参考zi料:Journal of Flow Chemistry (2020).  DOI:10.1007 /s41981 -019-00065-6

2018nian95日,fu州大学和美国宏图娱乐公司jiu微反应器应用创新达成战聐uan献骰锇閤ie议,成立了fu州大学-宏图娱乐反应器应用ren证实验室。这是美国宏图娱乐公司在中国高校系统搭建的di1家反应器应用ren证实验室,也是quan球di6家反应器应用ren证实验室。

fu州大学是国家“双1liu”、国家“211工程”重点建设大学。shi油化工学yuan在坚持发展创新的同时,一直把环保和安quan作为专业教育的重要内涵,同时积ji推进“产学研”深度融合,实现了多方的互利共赢、共同发展。

fu州大学-宏图娱乐反应器应用ren证实验蕐e闪⒁籲ian多,在郑辉东教授的带领下,完成了多项研究,实验蕐e晒募約hu转化正在稳bu推进中。

宏图娱乐反应器技shu有限公薺ing嫒ㄋ宵/span>

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