二甲醚催化氧化制取甲缩醛.pdf

化学工程师
um245No.02
Chemical Engineer
2016年第02期
DOI:10.16247/j.cnki.23-1171fq-20160268
二甲醚催化氧化制取甲缩醛
地
徐瑶,商永臣,牛梦婷,纪莹莹
哈尔滨师范大学化学化工学院,票龙江哈尔滨150025)
摘要:本文采用水热法合成了AI- HPW/SBA-15介孔分子筛催化剂,并用其作为催化剂催化二甲醚氧
化的反应。本文采用XRD、NHx-IPD两种分析手段表征催化剂样品。样品具有较多的弱酸性位,且当HPW负
载量为30%时,其酸量达到最大,并且其酸量适宜催化二甲醚的反应。在反应温度为160℃时,催化剂的活性
和甲缩醛选择性最佳,二甲醚转化率和甲缩醛选择性均为90%以上。
关键字:二甲瞇;低温;氧化;分子筛;甲缩醛
中图分类号:0643.32
文献标识码:A
Catalytic oidation of dimethyl ether to dimethoxymethane
XU Yao, SHANG Yong-chen, NIU Meng-ting, JI Ying-ying
College of Chemistry Engineering, Harbin Normal University, Harbin 150025, China
Abstract: Mesoporous AL-HPW/SBA-15 zeolites were synthesized via hydrothermal method, it was used as
the catalyst for oxidation of dimethyl ether. The samples were analyzed by XRD and NH -. Lots of weak acid
sites were observed from NH -TPD in the resultant samples, and the acid amount reached a maximum when the
Ioading of HPW was 30%. It suits the catalytic oxida ionof dimethyl ether reaction. Both dimethyl ether converson
and dimethoxymethane selectivity of above 90% were obtained under the optimum conditions of 160C and30
HPW content
Key words: dimethyl ether; low-temperature; oxidation; zeolites; dimethoxymethane
近年来,环境污染日凎严重,甲缩醛(DMM)作
本文在连续流动固定床反应器上利用分子筛
为一种优良的环保产品,越来越受到人们的重视。固载杂多酸催化剂磷钨酸负载到分子筛SBA-15的
由于其具有较高的氧含量和十六烷值,因此,添加方法,同时将金属AL负载到催化剂上,考察了二甲
该物质后对燃料的燃烧和化学性能改善显著,所以醚催化氧化制备甲缩醛的催化性能。
它可以起到燃料添加剂的作用,同时加入该物质后
对有害气体排放量减少也起到了作用,并且作用明1实验部分
显,同时在其作为空调制冷剂方面也起到替代氟利
昂的替代作用。
1.1试剂及仪器
在合成甲缩醛(DMM的一些方法中,相对来说
嵌段共聚物P123,浓HCI(西陇化工股份有
比较成熟的是在酸催化剂条件下催化甲醛和甲醇限公司);正硅酸乙酯(天津市科密欧化学试剂开发
的缩合反应,也是目前来说比较普遍的反应,但由中心)磷钨酸(天津市光复精细化工研究所)。
于其反应所需的设备投资金额较大,而且对环境的
连续流动固定床反应装置:不锈钢钢管(直径
污染程度较高,所以目前很少使用并逐渐淘汰。其20em,长为30em)、管式反应炉(龙口市源邦电炉制
次将甲醇氧化这一方法,此制备方法所用设备简造有限公司);CKW1100控温仪(北京朝阳自动化仪
单,投资金额较少,但缺点是此法制得的甲缩醛的表厂
浓度较低,甲醛作为其反应的主要的副产物浓度1.2催化剂AI- HIPW/SBA-15的制备
高。
取一定量三嵌段共聚物溶于蒸馏水中,在一定
温度条件下水浴恒温搅拌,之后在此条件下再向混
收稿日期:2016-01-14
合液中加人一定量浓HCl,继续搅拌4h后,再慢慢
作者简介:徐瑶(1991-),女,在读硕士研究生,现从事二甲醚氧化
的滴加少量正硅酸乙酯,搅拌后,加入适量的磷钨酸
反应的研究。
导师简介:商永臣(1968-),男,黑龙江省哈尔滨人,教授,博士,现从
和AICl3。搅拌过夜后,转移至自升压反应瓮中,在
事科研与教学工作
定温度下晶化后,抽滤,干燥,焙烧,得到一系列负载