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《大连理工大学》 2002年
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喷雾反应器及高碳烷基铝置换反应的研究

周斌  
【摘要】: 直链低碳α-烯烃是重要的聚烯烃材料工业及精细化工工业的原料,但目前国内尚无乙烯齐聚法工业化生产α-烯烃。为了形成具有我国自主知识产权的技术,本文研究了乙烯置换高碳烷基铝制备α-烯烃的反应与技术。 研究了用喷雾反应器实现乙烯连续置换高碳烷基铝制备α-烯烃的新方法。最佳置换反应条件为:反应温度为260℃,反应压力为1.0Mpa,高碳烷基铝预热温度为160℃,摩尔比为50:1;操作条件比美国Ethyl公司二步法置换工艺条件缓和。此时,高碳烷基铝单程置换转化率大于85%;α-烯烃的选择性大于99%,实际上α-烯烃产物未发生异构化,并为此建立了分析复杂置换反应转化率、异构率的简便方法。 研制了一种能分离气-液乳化液的新型双盘式降膜分离塔和分离技术。结果表明,塔顶乙烯中只含小于1%的1-丁烯;塔底液相中乙烯含量也小于1%。该分离塔闪蒸面大,结构紧凑、制造简单。特别适用于粘度较大的气-液乳化液的分离。 通过对喷雾反应器中液滴的传质和反应过程的分析,建立了一个描述喷雾反应过程的数学模型。用有限差分法求解了该模型方程,获得了各给定时刻液滴内反应物浓度的分布,求算出了液滴平均转化率及其随滴径与时间的变化规律。模型方程的计算结果能较好地与实验数据相吻合。得出了液滴直径大小是影响喷雾反应转化率的主要因素的结论。 计算了喷雾反应器的设计参数,得出转化率随着液滴直径的减小而增加及该喷雾反应系统中喷雾过程是稳定的结论。 首次将喷雾反应器及技术应用在二氧化碳与间苯二酚连续羧基化,合成2,4-二羟基苯甲酸。反应时间30-40秒时,2,4-二羟基苯甲酸收率达到38.8%;经三级喷雾,收率已经达到47.7%,超过现有间歇釜反应一小时收率41.6%的水平,为2,4-二羟基苯甲酸生产技术改造提供了理论依据。 结果证明对于受扩散控制的中、快速气-液两相反应而言,喷雾反应技术是有效的。用建立的喷雾反应过程数学模型计算所得结果也与实验数据相吻合,验证了该数学模型的普遍性。 研究了单齿膦、双齿膦、双齿氮钴配合物对乙烯置换高碳烷基铝制备α-烯烃的催化作用,证明它们都是有效的催化剂。在最佳反应条件即130℃,1.4MPa下,高碳烷基铝置换转化率大于82%。相应的镍配合物,催化性能也较好。将上述配合物用于乙烯置换 喷雾反应器及高碳烷基铝置换反应的研究 烷基铝反应催化剂,尚未见文献报道。 研究了零价钻配合物催化乙烯与三异丁基铝置换反应动力学。得到动力学方程为r= 1.4 X 10‘[oAl」【Cat」[P。w,活化能是 71.9 kJ/。of;提出了钻配合物催化置换反应机 理。上述工作尚未见文献报道。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TQ221.211

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【参考文献】
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