甲烷氧化酯化制醋酸甲酯新合成工艺研究

【摘要】： 本文对甲烷液相部分氧化反应的国内外研究进展以及醋酸甲酯的合成方法进行了综述。 通过分析发烟硫酸体系中甲烷部分氧化反应的特点,提出了在醋酸混合试剂中甲烷氧化酯化合成醋酸甲酯的新合成路线。主要研究工作包括：合成醋酸甲酯的醋酸混合试剂体系的开发；醋酸混合试剂酸性的测定；对混合试剂体系酸性与甲烷转化合成醋酸甲酯之间的进行了关联；筛选出对甲烷转化较优的醋酸混合试剂体系,对其工艺条件及宏观动力学进行研究。 在醋酸溶液中通过添加强酸改善其酸度得到醋酸混合试剂,选择I2和KMn04为醋酸混合试剂体系的催化剂和氧化剂,进行了甲烷氧化酯化反应合成醋酸甲酯的实验,磷钨钼酸与醋酸混合试剂体系较优宜的工艺条件：I2浓度0.04 mol／L、KMnO4浓度0.20mol／L,温度210℃、压力4 MPa,甲烷的转化率可以达到27.7%,选择性可达96%。分别采用酸碱非水滴定、Hammett指示剂-紫外可见光分光光度法,对醋酸混合试剂的酸度进行了测定,Hammett指示剂-紫外可见光分光光度法指示剂采用甲基紫,溶剂采用三氯甲烷,较优的测试条件：指示剂浓度为5.4×10-3mmol／L,醋酸混合试剂浓度为58 mmol／L。对于醋酸混合试剂中酸性对甲烷氧化酯化合成醋酸甲酯反应的影响进行了分析和关联。对磷钨钼酸与醋酸混合试剂体系下甲烷氧化酯化反应的宏观动力学进行了测定,磷钨钼酸与醋酸混合试剂体系下甲烷氧化酯化反应属于0.5级反应。 【关键词】：甲烷 氧化酯化 醋酸混合试剂 酸度测定 动力学研究
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TQ225.241
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-24
• 1.1 前言8-9
• 1.2 甲烷液相部分氧化研究9-20
• 1.2.1 CF_3COOH试剂体系的催化研究9-12
• 1.2.2 浓硫酸试剂体系12-16
• 1.2.3 发烟硫酸体系16-20
• 1.3 醋酸甲酯合成研究20-22
• 1.4 本论文主要研究思路和研究内容22-23
• 1.5 本论文的特色与创新之处23-24
• 第二章 甲烷氧化酯化合成醋酸甲酯实验24-29
• 2.1 甲烷氧化酯化反应实验药品24
• 2.2 甲烷氧化酯化合成醋酸甲酯实验装置24-25
• 2.3 甲烷氧化酯化合成醋酸甲酯实验方法25
• 2.4 甲烷氧化酯化合成醋酸甲酯实验分析25-29
• 2.4.1 气相产物分析25-27
• 2.4.2 液相产物分析27-29
• 第三章 实验结果与实验讨论(1)29-46
• 3.1 醋酸甲酯合成新体系的提出29-33
• 3.1.1 甲烷液相部分氧化反应中溶剂作用理论29-30
• 3.1.2 醋酸混合试剂体系的提出30-31
• 3.1.3 醋酸混合试剂体系的酸性改善31-33
• 3.2 醋酸混合试剂体系的建立33-37
• 3.3 醋酸混合试剂中强酸浓度对甲烷氧化酯化反应的影响37-41
• 3.3.1 三氟甲基磺酸与醋酸构成醋酸混合试剂对反应的影响37
• 3.3.2 甲基磺酸与醋酸构成醋酸混合试剂对反应的影响37-38
• 3.3.3 三氟乙酸与醋酸构成醋酸混合试剂对反应的影响38-39
• 3.3.4 磷钼酸与醋酸构成醋酸混合试剂对反应的影响39
• 3.3.5 磷钨钼酸与醋酸构成醋酸混合试剂对反应的影响39-40
• 3.3.6 磷钨酸与醋酸构成醋酸混合试剂对反应的影响40-41
• 3.4 醋酸混合试剂体系中催化剂的选择41-43
• 3.5 醋酸混合试剂体系中氧化剂的选择43-45
• 3.6 结论45-46
• 第四章 实验结果与实验讨论(2)46-76
• 4.1 醋酸混合试剂酸性测试方法的提出46-48
• 4.2 酸碱非水滴定法测定醋酸混合试剂的酸性48-53
• 4.2.1 酸碱滴定法测定测定醋酸混合试剂酸性的药品48-49
• 4.2.2 酸碱非水滴定法指示剂溶液筛选及非水滴定溶液筛选49-50
• 4.2.3. 酸碱非水滴定法测定醋酸混合试剂酸性的检测方法50
• 4.2.4. 酸碱非水滴定法测定醋酸混合试剂酸性结果与讨论50-53
• 4.3 Hammett指示剂-紫外光分光光度计法测定醋酸混合试剂的酸性53-68
• 4.3.1 Hammett指示剂-紫外光谱法测定醋酸混合试剂酸性药品和装置54-55
• 4.3.2 Hammett指示剂-紫外光谱法测定醋酸混合试剂酸性方法55-56
• 4.3.3 Hammett指示剂-紫外光谱法测定醋酸混合试剂酸性指示剂和溶剂选择56-61
• 4.3.4 Hammett指示剂-紫外可见光分光光度法测试结果61-68
• 4.4 醋酸混合试剂酸性与甲烷氧化酯化反应的关系68-72
• 4.4.1 酸碱非水滴定的醋酸混合试剂酸度与甲烷氧化酯化反应的关联68-69
• 4.4.2 Hammett指示剂-紫外光谱法测定醋酸混合试剂的酸度与甲烷氧化酯化反应关联69-71
• 4.4.3 酸碱非水滴定与Hammett指示剂-紫外光谱法测定的醋酸混合试剂酸度的关系71-72
• 4.5 工艺条件对甲烷部分氧化酯化的影响72-75
• 4.5.1 磷钨钼酸与醋酸混合试剂体系中催化剂用量对甲烷部分氧化酯化的影响72-73
• 4.5.2 磷钨钼酸与醋酸混合试剂体系中氧化剂用量对甲烷部分氧化酯化反应的影响73
• 4.5.3 磷钨钼酸与醋酸混合试剂体系中反应温度对甲烷部分氧化酯化反应的影响73-74
• 4.5.4 磷钨钼酸与醋酸混合试剂体系中反应压力对甲烷部分氧化酯化反应的影响74-75
• 4.6 结论75-76
• 第五章 醋酸混合试剂中甲烷氧化酯化反应动力学研究76-79
• 第六章 结论与展望79-82
• 6.1 本论文的主要工作79-80
• 6.2 本论文主要创新点80
• 6.3 今后工作的展望与建议80-82
• 参考文献82-88
• 攻读硕士学位期间的科研成果88-89
• 致谢89-90

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