二氯丙烷氨化合成丙二胺工藝及動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、有機(jī)氯在化工生產(chǎn)過(guò)程中作為一種"廢物"時(shí)對(duì)環(huán)境影響很大,而處理有機(jī)氯化合物比較常見(jiàn)和有效的方法是考慮如何將其轉(zhuǎn)化,將其氨解是其中最常見(jiàn)的方法.通過(guò)氨解處理有機(jī)氯化合物可得到許多有價(jià)值的胺類(lèi)化合物.本文詳細(xì)研究了以1,2-二氯丙烷(DCP)為原料,氨化反應(yīng)合成1,2-丙二胺(DAP)的工藝過(guò)程. 實(shí)驗(yàn)考察了不同催化劑、不同溶劑體系對(duì)1,2-二氯丙烷氨化合成1,2-丙二胺的影響,并在此基礎(chǔ)上利用正交試驗(yàn)方法研究了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、

2、液氨與1,2-二氯丙烷進(jìn)料摩爾比、催化劑用量對(duì)此氨化反應(yīng)的影響.實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下: ①1,2-二氯丙烷氨化反應(yīng)合成1,2-丙二胺的最佳催化劑為CuO. ②1,2-二氯丙烷氨化反應(yīng)合成1,2-丙二胺可以在水作為溶劑的體系中進(jìn)行,而且可以得到較好的收率. ③正交試驗(yàn)得出了1,2-二氯丙烷氨化反應(yīng)合成1,2-丙二胺的最佳條件為:反應(yīng)溫度為160℃、反應(yīng)時(shí)間為4h、催化劑CuO用量為1﹪(以DCP的量計(jì))、液氨與1,2-二氯

3、丙烷進(jìn)料摩爾比為40∶1,在此條件下進(jìn)行1,2-二氯丙烷氨化反應(yīng)可以使得丙二胺的收率大于50﹪. 同時(shí),本實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)定1,2-二氯丙烷的轉(zhuǎn)化率以及1,2-丙二胺的收率對(duì)1,2-二氯丙烷氨化反應(yīng)表觀動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究.實(shí)驗(yàn)建立了氨化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型:dC<,DAP>/dt=k<,1>C<,DCP><'α>-k<,2>C<,DCP><'β>×C<,DAP><'γ>,dC<,polyamine>/dt=k<,2>C<,DCP><'β>×C

4、<,DAP><'γ>利用ASPEN PLUS對(duì)氨化反應(yīng)體積進(jìn)行了模擬計(jì)算,并測(cè)定了氨化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程反應(yīng)級(jí)數(shù)和活化能以及指前因子,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下: ④利用ASPEN PLUS對(duì)氨化反應(yīng)體積進(jìn)行了合理的模擬計(jì)算. ⑤利用Visual Basic 6.0軟件與Origin7.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸分析,實(shí)驗(yàn)得到的氨化反應(yīng)主反應(yīng)的表觀反應(yīng)級(jí)數(shù)為:α≈1.20;表觀反應(yīng)速率常數(shù)在393.15K、413.15K、433