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一種聚醚胺的連續(xù)化生產(chǎn)方法與流程

文檔序號:11625638閱讀:525來源:國知局

本發(fā)明涉及一種聚醚胺的連續(xù)化生產(chǎn)方法,屬于有機高分子化合物的制備或化學加工技術(shù)領(lǐng)域。



背景技術(shù):

聚醚胺(pea)是一類主鏈為聚醚結(jié)構(gòu),末端活性官能團為胺基的聚合物。聚醚胺是通過對聚乙二醇、聚丙二醇或者乙二醇/丙二醇共聚物的羥基轉(zhuǎn)化成胺基的氨化聚醚。通過選擇不同的聚氧化烷基結(jié)構(gòu),可調(diào)節(jié)聚醚胺的反應活性、韌性、粘度以及親水性等一系列性能,而胺基提供給聚醚胺與多種化合物反應的可能性。其特殊的分子結(jié)構(gòu)賦予了聚醚胺優(yōu)異的綜合性能,目前商業(yè)化的聚醚胺包括單官能、雙官能、三官能,分子量從230到5000的一系列產(chǎn)品。該類化合物可廣泛用于環(huán)氧樹脂固化劑、風能葉片固化劑、聚氨酯聚脲彈性體、汽油清洗劑、水基的涂層、紡織品整理劑及環(huán)氧增韌等領(lǐng)域。

目前產(chǎn)業(yè)化的主流合成方法為催化氨化法,合成的聚醚胺具有產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定和更符合環(huán)保要求等優(yōu)點。催化氨化法主要是高溫高壓下,在臨氫氛圍下聚醚和液氨胺化反應制得相應聚醚胺。針對不同結(jié)構(gòu)分布和分子量的聚醚,臨氫化反應主要的反應方式有間隙高壓反應釜操作和連續(xù)化固定床操作兩種方式。

專利cn105732975a公開了一種固定床連續(xù)法合成聚醚胺的方法,將聚醚經(jīng)霧化連續(xù)噴灑在骨架鎳催化劑上,聚醚和液氨的混合比例為1:100,于溫度為130度和壓力為6mpa下臨氫化反應制備d230,反應轉(zhuǎn)化率99.32%。

專利cn1057132191a公開了一種多個串聯(lián)的反應釜連續(xù)化臨氫生產(chǎn)聚醚胺的工藝,在雷尼金屬催化劑的作用下,于反應溫度200-215℃和反應壓力為8-12mpa下臨氫化反應制備聚醚胺。反應產(chǎn)物的伯胺率達到97%。

專利cn105399940a公開了一種制備聚醚胺的方法,將分子量為100-1000的聚醚多元醇通過填裝不同種類催化劑的管式反應器中臨氫化反應,反應溫度分別控制在160-220℃和200-250℃,反應壓力均控制在10-15mpa條件下臨氫化反應制備聚醚胺。

以上現(xiàn)有技術(shù)的直接氨解法存在如下缺陷:無論是間歇釜式工藝還是連續(xù)固定床工藝,其胺化反應溫度和反應壓力較為苛刻,產(chǎn)品選擇性下降,導致聚醚胺收率降低;對于平均分子量為500以下的聚醚多元醇來說,這種情況尤為嚴重。

基于此,做出本申請。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

針對現(xiàn)有聚醚胺加工中存在的上述缺陷,本申請?zhí)峁┮环N反應活化能低、產(chǎn)量高的聚醚胺的連續(xù)化生產(chǎn)方法。

為實現(xiàn)上述目的,本申請采取的技術(shù)方案如下:

一種聚醚胺的連續(xù)化生產(chǎn)方法,包括以下步驟:

(1)將聚醚通入第一個管式反應器,并在催化劑一催化下進行氧化反應,部分聚醚轉(zhuǎn)化為氧化物;

(2)將氫氣、胺化劑(如液氨)和第一個反應器得到的反應液(氧化所得氧化物以及未轉(zhuǎn)化的聚醚)通入第二個管式反應器,在催化劑二作用下進行臨氫胺化反應,即得成品聚胺醚。

進一步的,作為優(yōu)選:

步驟(1)中,所述的氧化反應溫度為80~120℃,反應絕對壓力為0.1~0.5mpa,原料聚醚多元醇的空速為0.5~4.0g/h/gcat。優(yōu)選的,所述的反應溫度為90~110℃,反應絕對壓力為0.2~0.4mpa,空速為1.5~2.5g/h/gcat。

步驟(2)中,所述的胺化反應溫度為100-150℃,反應絕對壓力為2.0~6.0mpa,空速為0.5-4.0g/h/gcat。優(yōu)選的,所述的反應溫度為110~130℃,反應絕對壓力為3.0-5.0mpa,空速為1.5-2.5g/h/gcat。

以步驟(1)中的原料聚醚計算,胺化劑液氨與步驟(1)中原料聚醚的摩爾比為2~20:1,氫氣與步驟(1)中原料聚醚的摩爾比為0.05-5:1。更優(yōu)選的,所述的胺化劑與原料聚醚的添加摩爾比為5~10:1,氫氣與原料聚醚的添加摩爾比為0.1~2:1。

所述原料聚醚的結(jié)構(gòu)為一元仲醇或伯醇、二元仲醇或伯醇、三元仲醇或伯醇,分子量分布在200~5000,優(yōu)選分子量為200~2000的仲醇。

步驟(1)中,所述的催化劑一是以zro2為載體,該zro2負載mg(no3)2、cu(no3)2、co(no3)2.6h2o、ti(no3)4、ni(no3)2.6h2o中的一種或多種,mg(no3)2、cu(no3)2、co(no3)2.6h2o、ti(no3)4、ni(no3)2.6h2o中的一種或多種經(jīng)350~500℃焙燒得到金屬氧化物,金屬氧化物與zro2所形成的共聚體即構(gòu)成該催化劑一。優(yōu)選的,所述的催化劑一是由載體zro2和其上負載的nio/tio2/zro2構(gòu)成,其中,該催化劑一中,nio的含量在0.5~5wt%(相對催化劑一總重),tio2的含量在0.5~2wt%(相對催化劑一總重),zro2的含量在93.0~99.0%(相對催化劑一總重)。更優(yōu)選的,該催化劑一中,nio的含量在2~4wt%(相對催化劑一總重),tio2的含量在1~1.5wt%(相對催化劑一總重),zro2的含量在95.0~97.0%(相對催化劑一總重)。

步驟(2)中,所述的催化劑二由載體和其上負載的金屬鹽構(gòu)成,載體選自γ-al2o3、sio2、tio2或活性炭中的一種或多種,金屬鹽為ni(no3)2.6h2o、co(no3)2.6h2o、fe(no3)3、cu(no3)2、cr(no3)3、nh4reo4、mo(no3)3.5h2o中的一種或多種;載體負載金屬鹽后分別進行脫水、烘干、焙燒、活化等處理得到成品催化劑二。優(yōu)選的,載體為γ-al2o3,金屬鹽為ni(no3)2.6h2o、co(no3)2.6h2o、cu(no3)2、nh4reo4、mo(no3)3.5h2o,負載后載體γ-al2o3中金屬含量:ni的含量在5.0~15.0wt%(相對催化劑二總重),co的含量在2.0~10wt%(相對催化劑二總重),cu的含量在1.0~5.0wt%(相對催化劑二總重),re的含量在0.5-5.0wt%(相對催化劑二總重),mo的含量在0.5~5.0wt%(相對催化劑二總重)。更優(yōu)選的,載體為γ-al2o3,金屬鹽為ni(no3)2.6h2o、co(no3)2.6h2o、cu(no3)2、nh4reo4、mo(no3)3.5h2o,金屬負載含量為:ni的含量在8.0~12.0wt%(相對催化劑二總重),co的含量在3.0-6.0wt%(相對催化劑二總重),cu的含量在2.0~3.0wt%(相對催化劑二總重),re的含量在1.0~2.0wt%(相對催化劑二總重),mo的含量在1.0~2.0wt%(相對催化劑二總重)。

步驟(2)中,所述的催化劑二的制備步驟:a.將ni(no3)2.6h2o、co(no3)2.6h2o、fe(no3)3、cu(no3)2、cr(no3)3、nh4reo4、mo(no3)3.5h2o中的一種或多種以上按照一定比例在一定溫度下溶解配成溶液待用;b.將溶液分批用來浸漬載體,浸漬時間為30~100min,然后在水溫50~100℃、真空度-0.080~-0.095的條件下將水蒸干;c.將浸漬、脫水完畢的催化劑平鋪在托盤中,放置在100~130℃的真空烘箱中脫水約2~4小時,脫除催化劑中的自由水和結(jié)晶水;d.將烘干的催化劑放置在馬弗爐中焙燒,焙燒溫度為330~500℃左右下2~4小時;e.將焙燒后的催化劑放入管式高溫爐中氫氣范圍下還原,還原溫度為330~500℃左右下2~4小時。

采用以上方法合成聚醚胺,反應溫度和壓力比較溫和,聚醚胺選擇性能達到97.2%以上,胺化率能達到98.0%以上。

本申請?zhí)峁┑囊环N聚醚胺的連續(xù)化生產(chǎn)方法中,以平均分子量為200~5000的聚醚多元醇為原料,將聚醚原料通過填裝有催化劑一(該催化劑一以zro2等作為載體負載金屬氧化物)的管式反應器進行氧化反應,將部分聚醚轉(zhuǎn)化成相應的氧化物;然后在氫氣、液氨及催化劑二(該催化劑二以al2o3等作為載體負載金屬鹽)的作用下將相應的聚醚或聚醚氧化物轉(zhuǎn)成聚醚胺。

整個反應單元主要由兩個管式反應器組成:第一個管式反應器中主要填裝zro2等載體負載金屬氧化物的催化劑一,聚醚通入后的反應溫度為80~120℃,反應壓力不超過0.5mpa;第二個管式反應器主要填裝al2o3等載體負載金屬鹽的催化劑二,第一管式反應器的產(chǎn)物(未氧化的聚醚和氧化后的氧化物)通入后的反應溫度控制在100~150℃,反應壓力2~6mpa。

在上述過程中,其主要出發(fā)點是將聚醚胺的反應過程進行分解,先將聚醚部分轉(zhuǎn)化成氧化物,聚醚或相應氧化物再與胺化劑(如液氨)較容易反應生成聚醚胺的中間產(chǎn)物。這種合成聚醚胺的方法與常規(guī)聚胺醚合成相比,具有以下明顯的優(yōu)勢:1)反應所需活化能降低,第二步聚醚胺的制備中反應溫度壓力都大大降低,降低了聚醚胺工藝的難度;2)反應壓力的下降以及反應活力的提升,第二步反應中聚醚/液氨的量得到提高,能有效的提高單位時間內(nèi)單位反應釜聚醚胺的產(chǎn)量,降低反應過程和液氨等原料后處理的能耗。

具體實施方式

實施例1

(1)催化劑一的制備:分別加入30gni(no3)2.6h2o,10gco(no3)2.6h2o配成一定濃度的溶液,將溶液倒入裝有150gzro2載體的燒杯中,加入20wt%的堿液在60℃下、ph控制在8左右使金屬鹽逐漸的沉淀,所得渾濁液體經(jīng)過濾壓餅;濾餅再在真空度為0.098mpa溫度控制120℃下烘干,接下來再放置400℃的馬弗爐中焙燒,得到金屬氧化物共聚物催化劑1#,即氧化劑一。

(2)催化劑二的制備:將200gni(no3)2.6h2o、30gco(no3)2.6h2o、80gcu(no3)2、10gnh4reo4、20gmo(no3)3.5h2o,按照一定比例在一定溫度下溶解配成溶液;分批浸漬300gγ-al2o3載體,浸漬時間為50min,然后在水溫70℃、真空度-0.080~-0.095的條件下將水蒸干;之后,將蒸干后的處理物放置在120℃的真空烘箱中脫水約3小時,脫除該處理物中的自由水和結(jié)晶水;烘干后將其放置在馬弗爐中焙燒,焙燒溫度為450℃下3小時后,放入管式高溫爐中氫氣范圍下還原,還原溫度為420℃左右下3小時,得到催化劑2#,即氧化劑二。

(3)聚胺醚的合成:稱取150g1#催化劑置于第一管式反應器中,稱取300g2#催化劑放入第二個管式反應器,將平均分子量為230的聚氧丙烯醚以2g/h/g.cat依次通入第一管式反應器和第二管式反應器,其中,第一管式反應器中的溫度控制100℃,體系壓力控制0.3mpa;第二管式反應器的反應溫度為120℃,反應絕對壓力為5.0mpa。以投入第一管式反應器中的原料聚醚多元醇計算,胺化劑與原料聚醚多元醇的摩爾比為8:1,氫氣與原料聚醚多元醇的摩爾比為0.6:1。

合成結(jié)果表明:聚醚的轉(zhuǎn)化率為98.0%,伯胺選擇性為97.0%,聚醚胺產(chǎn)品的收率為88.3%。

實施例2:單組份催化劑一的使用

催化劑一可選用mg(no3)2、cu(no3)2、co(no3)2.6h2o、ti(no3)4、ni(no3)2.6h2o中的一種進行負載,形成單組分催化劑一,以下以ti(no3)4為例進行該種方案的說明。

(1)催化劑一的制備:稱取18gti(no3)4配成一定濃度的溶液,將溶液倒入裝有150gzro2載體的燒杯中,加入20wt%的堿液在60℃、ph控制在8左右使金屬鹽逐漸的沉淀,所得渾濁液體經(jīng)過濾壓餅。濾餅再在真空度為0.098mpa溫度控制120℃下烘干,接下來再放置400℃的馬弗爐中焙燒,得到金屬氧化物共聚物催化劑1#,即催化劑一。

(2)催化劑二的制備:將200gni(no3)2.6h2o、90gcu(no3)2、20gnh4reo4一定溫度下溶解配成溶液。分批浸漬300gγ-al2o3載體,浸漬時間為50min,然后在水溫70℃、真空度-0.080~-0.095的條件下將水蒸干。之后將催化劑放置在120℃的真空烘箱中脫水約3小時,脫除催化劑中的自由水和結(jié)晶水。將烘干的催化劑放置在馬弗爐中焙燒,焙燒溫度為450℃下3小時。將焙燒后的催化劑放入管式高溫爐中氫氣范圍下還原,還原溫度為420℃左右下3小時,得到催化劑2#,即催化劑二。

(3)聚胺醚的合成:稱取150g1#催化劑放入第一管式反應器,稱取300g2#催化劑放入第二管式反應器,將平均分子量為1300的聚氧乙烯聚氧丙烯醚以2.5g/h/g.cat依次通入第一管式反應器和第二管式反應器,第一管式反應器中的反應溫度控制100℃,體系壓力控制0.3mpa;第二管式反應器的反應溫度為120℃,反應絕對壓力為5.0mpa。以投入第一管式反應器的原料聚醚多元醇計算,胺化劑與原料聚醚多元醇的摩爾比為6:1,氫氣與原料聚醚多元醇的摩爾比為0.6:1。

合成結(jié)果表明:聚醚的轉(zhuǎn)化率為95.0%,伯胺選擇性為94.8%,聚醚胺產(chǎn)品的收率為87.3%。

實施例3

(1)催化劑一的制備:稱取18gti(no3)4配成一定濃度的溶液,將溶液倒入裝有150gzro2載體的燒杯中,加入20wt%的堿液在60℃、ph控制在8左右使金屬鹽逐漸的沉淀,所得渾濁液體經(jīng)過濾壓餅。濾餅再在真空度為0.098mpa溫度控制120℃下烘干,接下來再放置400℃的馬弗爐中焙燒,得到金屬氧化物共聚物催化劑1#,即催化劑一。

(2)催化劑二的制備:將200gni(no3)2.6h2o、80gco(no3)2.6h2o、30gcu(no3)2、15gnh4reo4一定溫度下溶解配成溶液。分批浸漬300gγ-al2o3載體,浸漬時間為50min,然后在水溫70℃、真空度-0.080~-0.095的條件下將水蒸干。之后將催化劑放置在120℃的真空烘箱中脫水約3小時,脫除催化劑中的自由水和結(jié)晶水。將烘干的催化劑放置在馬弗爐中焙燒,焙燒溫度為450℃下3小時。將焙燒后的催化劑放入管式高溫爐中氫氣范圍下還原,還原溫度為420℃左右下3小時,得到催化劑2#,即催化劑二。

(3)聚胺醚的合成:稱取150g1#催化劑放入第一管式反應器,稱取300g2#催化劑放入第二管式反應器,將平均分子量為1300的聚氧乙烯聚氧丙烯醚以2.5g/h/g.cat依次通入第一管式反應器和第二管式反應器,第一管式反應器中的反應溫度控制100℃,體系壓力控制0.3mpa;第二管式反應器的反應溫度為120℃,反應絕對壓力為5.0mpa。以投入第一管式反應器的原料聚醚多元醇計算,胺化劑與原料聚醚多元醇的摩爾比為6:1,氫氣與原料聚醚多元醇的摩爾比為0.6:1。

合成結(jié)果表明:聚醚的轉(zhuǎn)化率為98.1%,伯胺選擇性為98.8%,聚醚胺產(chǎn)品的收率為88.3%。

對比實施例2與實施例3可以看出,相同催化劑一以及相同合成條件下,當催化劑二中的成分增加了co組分后,聚醚轉(zhuǎn)化率和伯胺選擇性提高顯著。

實施例4

(1)催化劑一的制備:分別加入20gco(no3)2.6h2o、8.5gti(no3)4配成一定濃度的溶液,將溶液倒入裝有150gzro2載體的燒杯中,加入20wt%的堿液在60℃、ph控制在8左右使金屬鹽逐漸的沉淀,所得渾濁液體經(jīng)過濾壓餅。濾餅再在真空度為0.098mpa溫度控制120℃下烘干,接下來再放置400℃的馬弗爐中焙燒,得到金屬氧化物共聚物催化劑1#,即催化劑一。

(2)催化劑二的制備:將200gni(no3)2.6h2o、80gco(no3)2.6h2o、30gcu(no3)2、15gmo(no3)3.5h2o、一定溫度下溶解配成溶液。分批浸漬300gγ-al2o3載體,浸漬時間為50min,然后在水溫70℃、真空度-0.080~-0.095的條件下將水蒸干。之后將催化劑放置在120℃的真空烘箱中脫水約3小時,脫除催化劑中的自由水和結(jié)晶水。將烘干的催化劑放置在馬弗爐中焙燒,焙燒溫度為450℃下3小時。將焙燒后的催化劑放入管式高溫爐中氫氣范圍下還原,還原溫度為420℃左右下3小時,得到催化劑2#,即催化劑二。

(3)聚胺醚的合成:稱取150g1#催化劑放入第一管式反應器中,稱取300g2#催化劑放入第二管式反應器,將平均分子量為2000的甘油聚氧丙烯醚以2.5g/h/g.cat依次通入第一管式反應器和第二管式反應器,第一管式反應器中的反應溫度控制在100℃,體系壓力控制0.3mp;第二管式反應器的反應溫度為120℃,反應絕對壓力為5.0mpa。以投入到第一管式反應器中的原料聚醚多元醇計算,胺化劑與原料聚醚多元醇的摩爾比為6:1,氫氣與原料聚醚多元醇的摩爾比為0.6:1。

合成結(jié)果表明:聚醚的轉(zhuǎn)化率為98.0%,伯胺選擇性為97.9%,聚醚胺產(chǎn)品的收率為86.3%。

實施例5

(1)催化劑一的制備:分別加入21.5gni(no3)2.6h2o、8.9gti(no3)4配成一定濃度的溶液,將溶液倒入裝有150gzro2載體的燒杯中,加入20wt%的堿液在60℃、ph控制在8左右使金屬鹽逐漸的沉淀,所得渾濁液體經(jīng)過濾壓餅。濾餅再在真空度為0.098mpa溫度控制120℃下烘干,接下來再放置400℃的馬弗爐中焙燒,得到金屬氧化物共聚物催化劑1#,即催化劑一,催化劑組分含量為nio2.8%,tio21.2%,zro296.0%。

(2)催化劑二的制備:將200gni(no3)2.6h2o、80gco(no3)2.6h2o、30gcu(no3)2、8.7gh4no4re、15gmo(no3)3.5h2o、一定溫度下溶解配成溶液。分批浸漬300gγ-al2o3載體,浸漬時間為50min,然后在水溫70℃、真空度-0.080~-0.095的條件下將水蒸干。之后將催化劑放置在120℃的真空烘箱中脫水約3小時,脫除催化劑中的自由水和結(jié)晶水。將烘干的催化劑放置在馬弗爐中焙燒,焙燒溫度為450℃下3小時。將焙燒后的催化劑放入管式高溫爐中氫氣范圍下還原,還原溫度為420℃左右下3小時,得到催化劑2#,即催化劑二催化劑組分含量為ni10%,co4%,cu2.5%,re1.5%,mo1.5%。

(3)聚胺醚的合成:稱取150g1#催化劑放入第一管式反應器中,稱取300g2#催化劑放入第二管式反應器,將平均分子量為2000的甘油聚氧丙烯醚以2.5g/h/g.cat依次通入第一管式反應器和第二管式反應器,第一管式反應器中的反應溫度控制在100℃,體系壓力控制0.3mp;第二管式反應器的反應溫度為120℃,反應絕對壓力為5.0mpa。以投入到第一管式反應器中的原料聚醚多元醇計算,胺化劑與原料聚醚多元醇的摩爾比為6:1,氫氣與原料聚醚多元醇的摩爾比為0.6:1。

合成結(jié)果表明:聚醚的轉(zhuǎn)化率為99.8%,伯胺選擇性為98.5%,聚醚胺產(chǎn)品的收率為92.3%。

實施列6:對不同組成催化劑一、催化劑二使用性能的測試

本實施例中催化劑一和催化劑二按照表1所示構(gòu)成,并將催化劑一150g和催化劑二300g分布填裝到管式反應器中,平均分子量為230的聚氧丙烯醚以2g/h/g.cat依次通入第一管式反應器和第二管式反應器,其中,第一管式反應器中的溫度控制100℃,體系壓力控制0.3mpa;第二管式反應器的反應溫度為120℃,反應絕對壓力為5.0mpa。以投入第一管式反應器中的原料聚醚多元醇計算,胺化劑與原料聚醚多元醇的摩爾比為8:1,氫氣與原料聚醚多元醇的摩爾比為0.6:1。

表1催化劑的組合方式及其效果

通過表1可以看出,相同催化劑一和聚醚合成條件下,催化劑二中增加了co組分(參見表1中的序號2和3),可以有效提高轉(zhuǎn)化率和伯胺選擇性,但于實施例2、實施例3相比,此時增幅已經(jīng)不大;催化劑二中增加了mo組分(參見表1中的序號3與序號4),轉(zhuǎn)化率基本沒有增加,而伯胺選擇性則有所提高;,但因此時轉(zhuǎn)化率和伯胺選擇性已經(jīng)達到98%左右,因此增幅不再顯著。綜合上述實施例1-實施例6可以看出,采用本申請的催化劑進行制備,其轉(zhuǎn)化率均在98.5%以上,伯胺選擇性則在97%以上。

實施例7:不同催化劑二處理條件對催化效果的影響

選用平均分子量為230的聚氧丙烯醚作為原料,胺化劑與原料聚醚多元醇的摩爾比為8:1,氫氣與原料聚醚多元醇的摩爾比為0.6:1,催化劑一和催化劑二與實施例1的構(gòu)成相同,分別對催化劑二的處理條件進行實驗,處理過程為:負載物配制形成溶液→浸漬→溫水狀態(tài)蒸干→脫水→焙烤→還原,具體處理條件參見表2所示。

表2不同催化劑二處理條件對合成效果的影響

催化劑一主要是用于預反應,即將部分聚醚轉(zhuǎn)化為氧化物,以促進第二步的反應;催化劑二是反應的主要作用成分,也是胺化反應效率最直接的影響因素。催化劑二的使用效果不僅與其組成有關(guān),還與其形成過程有關(guān),形成條件會在一定程度上影響催化劑二的反應活性。測試結(jié)果表明,當負載物如ni(no3)2.6h2o、co(no3)2.6h2o、fe(no3)3、cu(no3)2、cr(no3)3、nh4reo4、mo(no3)3.5h2o中的一種或多種按比例溶解配成溶液相同,即催化劑二的基本構(gòu)成相同時,隨著浸漬時間的延長,這些溶液在載體上的分布越均勻,相應的在催化過程中就可以以最大的接觸面積與物料接觸,從而實現(xiàn)較快反應速率和轉(zhuǎn)化率的獲得,尤其是當浸漬時間在30-100min時,可以保證溶液與載體的充分接觸,浸漬時間過長,對浸漬效果影響不顯著,但會延長處理周期;蒸干、脫水、焙烤、還原是負載物與載體負載穩(wěn)定性的主要影響階段,實驗結(jié)果表明,在水溫50~100℃、真空度-0.080~-0.095的條件下將水蒸干,100~130℃的真空烘箱中脫水約2~4小時,焙燒溫度為330~500℃,焙燒2~4小時;還原溫度為330~500℃,還原2~4小時時,可以獲得穩(wěn)定性良好的催化劑二,溫度過高或處理時間過長,雖然同樣會獲得良好的穩(wěn)定性,但可能會對催化劑二的反應活性造成干擾;通過實驗的結(jié)果也表明:當浸漬時間為50min,水溫70℃、真空度-0.080~-0.095的條件下將水蒸干;120℃的真空烘箱中脫水3小時,焙燒溫度為450℃下3小時;還原溫度為420℃下還原3小時時,獲得的催化劑二反應活性和反應穩(wěn)定性最佳。

實施例8:不同物料比合成收率的影響

胺化劑和氫氣的添加量是主反應的反應氛圍因素,尤其是胺化劑。本實施例以實施例1為基礎(chǔ),改變胺化劑與原料聚醚的添加比、氫氣與原料聚醚的添加比,具體參見表3所示。

表3不同物料比對收率的影響

實驗結(jié)果表明,相同條件下,胺化劑與氫氣添加量較低時,反應周期較長,隨著胺化劑與氫氣添加量的增加,反應逐漸充分,尤其是當胺化劑與原料聚醚的摩爾比為2~20:1,氫氣與原料聚醚的摩爾比為0.05-5:1時,反應效率逐漸增大,聚醚轉(zhuǎn)化率也逐漸增多;尤其是當胺化劑與原料聚醚的添加摩爾比為5~10:1,氫氣與原料聚醚的添加摩爾比為0.1~2:1時,反應效率達到最佳,繼續(xù)增加氫氣和胺化劑的添加量,則會出現(xiàn)胺化劑余量現(xiàn)象,反應實際效率并沒有得到提高,不利于加工成本的降低。因此反應過程中,胺化劑與原料聚醚的添加摩爾比為8:1或6:1,氫氣與原料聚醚的添加摩爾比為0.6:1,反應效率達到最佳。

實施列9:不同聚醚合成條件對合成效果的影響

選用平均分子量為230的聚氧丙烯醚作為原料,胺化劑與原料聚醚多元醇的摩爾比為8:1,氫氣與原料聚醚多元醇的摩爾比為0.6:1,催化劑一和催化劑二與實施例1的構(gòu)成相同,分別對聚醚合成條件進行實驗,具體聚醚合成條件參見表4所示。

表4不同合成條件對合成效果的影響

其中,表2中,空速指第一管式反應器和第二管式反應器的空速,單位為g/h/g.cat;溫度一即第一管式反應器中的溫度,單位為℃;壓力一即第一管式反應器中的壓力,單位為mpa;溫度二即第二管式反應器中的溫度,單位為℃;壓力二即第二管式反應器中的壓力,單位為mpa。

空速主要是催化劑的行進速度,通過表2中序號1-10方案的實施,結(jié)果表明,相同配料情況下,空速較低時,催化劑量較少,相應的反應充分性不夠,當空速低于0.5g/h/g.cat時,由于催化劑量過低,反應幾乎沒有進行;隨著空速的增大,當空速逐漸增加,反應趨于迅速,尤其是當空速控制在1.5-2.5g/h/g.cat時,反應平穩(wěn)且迅速的進行,物料接觸和交換達到平衡,此階段的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品收率均可達到98-99%左右;繼續(xù)增大空速,轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品收率增幅不明顯,但能耗較大,催化劑消耗較多,尤其是當空速超過4.0時,過高的空速反而不利于反應的平穩(wěn)進行,因此空速以1.5-2.5g/h/g.cat較佳。

第一管式反應器與第二管式反應器是反應進行的主要階段,其影響因素除上述空速外,還有反應溫度和反應壓力,其中,第一管式反應器為預反應空間,第二管式反應器是反應的主要發(fā)生空間,第二管式反應器溫度適合控制在高于第一管式反應器的溫度,相應的第二管式反應器中的壓力也較第一管式反應器壓力大。反應溫度過低或壓力過低都會影響轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品收率,當?shù)谝还苁椒磻髦袦囟鹊陀?0℃、壓力低于0.1mpa,第二管式反應器的溫度低于100℃、壓力低于2.0mpa時,反應均較緩慢;而通過表2中序號11-25方案的實施,結(jié)果表明:相同配料和空速條件下,相同壓力下,隨著溫度的增加,產(chǎn)物活性較大,可以獲得更多的反應能,因此,反應速度較快,收率較高;相同配料和空速條件下,相同溫度下,隨著壓力的增大,物料之間的接觸增多,反應效率同樣可以增高,收率得到相應的提高。

通過本實施例不同條件下的反應收率和聚醚轉(zhuǎn)化率可以看出,相同條件下,第一管式反應器中溫度在90-110℃、壓力0.2-0.4mpa、空速1.5-2.5g/h/g.cat,第二管式反應器溫度在110-130℃、壓力在3.0-5.0、空速1.5-2.5g/h/g.cat時,反應效率最佳。

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