燃油清净分散剂聚醚胺的绿色制备

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随着我国汽车工业的快速发展以及保护环境和节约能源意识的增强,市场对高品质燃油的需求日益增强,因此,燃油清净分散剂的发展也受到了前所未有的关注。新一代燃油添加剂聚醚胺不仅可以有效清洁进气阀,而且能有效抑制燃烧室内形成的沉积物(积炭)。作为一类功能性化学品聚醚胺,国外机构研究较早,而且技术比较成熟,特别是在美国、日本和德国,已经形成了大规模的生产,但其配方和工艺条件严格保密。随着我国化工、医药等工业的发展,对聚醚胺的消费需求剧增。目前这类产品基本依赖于进口,因此对聚醚胺的合成工艺研究很有必要。聚醚胺的合成工艺包括:离去基团法、氰烷基化法和氨化法等,其中对聚醚端羟基进行氨解制备聚醚胺是一条环境友好型路线。   本工作以醇催化胺化的脱氢/加氢机理为基础。在间歇釜式反应器中,以壬基酚聚氧丙烯醚为原料、Raney-Ni为催化剂,采用脱氢-胺化加氢两步法合成了壬基酚聚氧丙烯醚胺,考察了脱氢-胺化加氢两步反应的影响因素。实验结果表明,在脱氢反应中,壬基酚聚氧丙烯醚的端羟基转化为含有羰基的聚醚(简称脱氢产物),生成的氢与正十四烯发生加成反应,提高脱氢转化率;在壬基酚聚氧丙烯醚0.32mol、240℃、Raney-Ni催化剂质量分数5%(基于反应物)、反应时间25h的条件下,壬基酚聚氧丙烯醚的转化率为61%;在脱氢产物胺化加氢反应中,用氧化钙除去反应中生成的水,提高脱氢产物的转化率;在220℃~230℃、14 MPa~20MPa、Raney-Ni催化剂质量分数(基于脱氢产物)3%、脱氢产物0.32mol、氢气0.32mol、液氨4.7mol、氧化钙0.3mol、反应时间8h的条件下,壬基酚聚氧丙烯醚胺的收率达到80%以上。   在脱氢-胺化加氢两步法中,第一步聚醚端羟基脱氢转化率是决定聚醚胺收率高低的关键,其中高温低压有利于脱氢反应的进行;在对脱氢产物进行氨解的过程中,采用氨气大大过量,一方面在高温高压的条件下能形成超临界状态,有利于反应的进行,另一方面能提高一元胺的选择性;氢气在氨解的过程中,一方面是对中间体亚胺或烯胺加氢,另一方面是保持催化剂的活性。
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