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我室生物质二元醇节能分离研究取得新进展
  本文作者:艾硕   发布时间:2017-11-03   浏览次数: 118

我室生物质制乙二醇研究组近期在生物质基近沸点二元醇选择性分离研究方面取得新进展。郑明远、艾硕博士在国际学术刊物Chemical Engineering Journal(化工SCI分区1区,IF=6.216)发表了题为“Kinetic study on catalytic dehydration of 1,2-propanediol and 1,2-butanediol over H-Beta for bio-ethylene glycol purification”的文章。(DOI:10.1016/j.cej.2017.10.134,

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894717318491

生物质乙二醇产品(bio-EG)中存在与EG沸点相近的1,2-丙二醇(PDO)与1,2-丁二醇(BDO)副产物,采用传统的精馏工艺将显著增加产品分离能耗及乙二醇损耗,降低过程经济性。针对于此,前期工作中研究团队创新性地提出利用不同碳链长度二元醇的羟基反应活性差异,通过固体酸选择性催化脱水,将BDO、PDO优先转化为低沸点的醛和缩醛产物,实现生物质乙二醇中二元杂醇的高效脱除(AIChE Journal,2017,63:4032-4042)。为了深入理解上述多元醇在固体酸催化下的反应规律,本文研究了H-Beta分子筛上三种二元醇脱水及缩醛化反应动力学,结果表明,PDO与BDO的反应路线受二元醇/H-Beta质量比控制:当二元醇与催化剂的质量比<1时,反应为一级反应生成丁醛和丙醛,有利于提高乙二醇收率;相反,当该比例>16时,反应遵循二级反应动力学,消耗乙二醇生成缩醛产物(乙二醇与丙醛或丁醛反应);EG脱水主要生成以二、三、四、五乙二醇为主的低聚物,宏观上表现为三级反应;缩醛化反应的活化能比二醇脱水反应活化能低20-70kJ/mol;缩醛化反应遵循Eley-Rideal机理。

以上研究结果将为发展新型近沸点二元醇的节能分离技术提供理论指导。

本研究工作得到国家自然科学基金委面上项目及重大项目、中科院战略性先导科技专项和教育部能源材料化学协同创新中心(iChem)的资助。


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