微反應(yīng)器在環(huán)狀化合物開環(huán)反應(yīng)中的應(yīng)用.pdf

1、微反應(yīng)器，即微通道反應(yīng)器，是一種借助于特殊微加工技術(shù)制造的具有微米級別流體通道的微型反應(yīng)器。與傳統(tǒng)反應(yīng)器相比，微反應(yīng)器由于其內(nèi)部的微結(jié)構(gòu)具有極大的比表面積，表現(xiàn)出更好的傳熱和傳質(zhì)能力。因此，微反應(yīng)器自面世以來便迅速引起相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业臐夂衽d趣和關(guān)注。本文將微反應(yīng)器應(yīng)用于環(huán)氧烷烴、有機(jī)碳酸酯等環(huán)狀化合物的開環(huán)反應(yīng)，旨在利用其高效傳質(zhì)、傳熱的優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)對反應(yīng)溫確控制，從而達(dá)到提高轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物選擇性的目的。開展的研究工作如下：
　　采用金屬

2、鋁配合物和季銨鹽組成的二元催化體系，通過微反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)環(huán)氧烷烴與二氧化碳的偶合反應(yīng)，提供了一種高效合成環(huán)狀碳酸酯的方法。以環(huán)氧氯丙烷(ECH)為模型底物，考察了反應(yīng)溫度、二氧化碳壓力、物料摩爾比和停留時間等對偶合反應(yīng)的影響。優(yōu)化的反應(yīng)條件為：溫度160℃，壓力2.0 MPa，ECH與CO2摩爾比1:2，反應(yīng)停留時間45.1 s。在該條件下，ECH的轉(zhuǎn)化率為>99%，環(huán)狀碳酸酯的選擇性達(dá)到>99%。相對于傳統(tǒng)的常規(guī)釜式反應(yīng)，該工藝具有停留時

3、間短、轉(zhuǎn)化率高、二氧化碳用量小和可實(shí)現(xiàn)連續(xù)式穩(wěn)定生產(chǎn)的優(yōu)勢。
　　針對環(huán)狀碳酸酯與甲醇酯交換反應(yīng)制備碳酸二甲酯的生產(chǎn)過程中轉(zhuǎn)化率低、選擇性差、均相催化劑負(fù)積難以分離的現(xiàn)狀，設(shè)計了在無催化劑條件下，應(yīng)用微反應(yīng)器高效、綠色合成碳酸二甲酯的方法。優(yōu)化的反應(yīng)條件為：溫度250℃，碳酸丙烯酯與甲醇的摩爾比為1:8，反應(yīng)停留時間13.2 min。在該條件下，碳酸丙烯酯的轉(zhuǎn)化率為41%，碳酸二甲酯的選擇性高達(dá)95%。與目前工業(yè)生產(chǎn)采用的常規(guī)方法