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空气间接催化氧化含硫化合物反应的研究

常杰  
【摘要】: 本文研究了二苯并噻吩(DBT)和二甲基亚砜(DMSO)两种含硫化合物的氧化反应。DBT及其衍生物是油品中常见的含硫化合物,通过将其氧化为极性较大的砜可以采取萃取的方式从油品中脱出,达到深度脱硫的目的,而分离得到的砜经过处理后是常用的化工中间体。本文分别采用油溶性氧化剂过氧化氢异丙苯和空气为氧化剂对DBT或DMSO进行氧化,将其分别氧化为二苯并噻吩砜和二甲基砜。 采用过氧化氢异丙苯(CHP)作为油溶性的氧化剂,在固定床反应器中进行DBT的氧化反应。对氧化反应的产物进行了核磁、质谱和红外光谱表征,证明DBT可以被CHP在固定床反应器中氧化为二苯并噻吩砜。采用M003/SiO2作为催化剂时,DBT的转化率可达82%。采用碱土金属氧化物MgO、CaO、SrO、BaO,用分步浸渍的方法对M003/SiO2催化剂进行改性,提高了催化剂的活性。结果表明,碱土金属氧化物CaO,BaO改性的催化剂催化的DBT氧化反应中,DBT的转化率有不同程度的提高,CaO的效果最好,DBT的转化率达到94%。 利用有机化合物的自氧化反应可生成相应的过氧化物的特点,分别在正辛烷、十氢萘和甲苯为溶剂的DBT溶液中通入空气,加入偶氮二异丁腈(AIBN)或过氧化苯甲酰(BPO)等容易生成自由基的物质加快有机化合物的自氧化速度,以Ti-MCM-41为催化剂,将DBT氧化为相应的砜。在十氢萘或正辛烷溶液中DBT的转化率达到100%;在甲苯溶液中DBT的转化率达到83%。这是由于不同的有机分子自氧化生成过氧化物的速度不同造成的。 本文还研究了空气氧化DMSO的反应。在异丙苯溶液中,70℃时,AIBN分解产生自由基,引发异丙苯在空气中的自氧化反应,生成过氧化氢异丙苯;生成的过氧化氢异丙苯在偏钒酸铵的催化作用下,将二甲亚砜氧化生成二甲砜。反应条件为:在20 mL异丙苯中加入3mL DMSO时,反应温度70℃,180 min,催化剂用量0.3 g,AIBN用量0.4 g,DMSO滴加,DMSO转化率可达94%。


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