聚异丁烯胺的绿色制备.docVIP

东南大学 硕士学位论文聚异丁烯胺的绿色制备 姓名：张在明 申请学位级别：硕士 专业：化学工艺 指导教师：陈志明摘要 摘要 本文介绍了聚异丁烯胺类汽油清净分散剂在燃料油中的使用情况及合成工艺，重点对聚异丁烯胺（ＰＩＢＡ）无灰分散剂的合成路径及合成工艺条件进行了研究。 聚异丁烯胺的绿色制备方法，首先将高活性聚异丁烯加入反应釜中，然后加入功能性溶剂，此溶剂一方面作为溶剂，另一面此溶剂也具有一定的清净分散性能，然后以固体超强酸为催化剂，在４０￣９０℃以双氧水为氧源对聚异丁烯进行环氧化反应，得到环氧聚异丁烯。以环氧聚异丁烯为原料，用单乙醇胺、二乙胺、乙二胺和二乙烯三胺等在１１０，－－１６０℃之间进行胺解得到聚异丁烯胺产品，然后通过水洗除去产品中残留的少量的胺。同时以环氧聚异丁烯为原料进行超临界氨解反应，１４０～２００℃之间进行超临界氨解反应得到聚异丁烯胺产品。以制备的聚异丁烯胺加入载体油、携带油、溶剂油、阻聚剂等制备出汽油清净分散剂。通过喷嘴、破乳、防锈、台架实验测试了目的产物清净分散性，结果表明已经达到了国外同类产品的要求。 对于聚烯烃的环氧化反应，直接以固体催化剂催化环氧化聚烯烃，聚烯烃很难扩散到固体催化剂的孔穴里，从而反应难以进行。使用固体超强酸为催化剂，在固体超强酸的催化作用下，双氧水将醋酸氧化成过氧醋酸，过氧醋酸再将聚异丁烯氧化为环氧聚异丁烯，环氧聚异丁烯收率高达８２．９０％。考察了固体超强酸和醋酸的配料比、搅拌速度、双氧水浓度和温度对环氧化反应的影响。其次本文对环氧聚异丁烯的胺解反应进行了研究，通过对反应过程中配料比、催化剂的选择、温度和反应时间等的控制，聚异丁烯胺的收率高达９８．７２％。采用胺类作为胺解剂，虽无需高压，但反应结束回收利用时需要刮膜除去胺类，胺难以除干净，剩余的胺会吸收空气中的水蒸气及二氧化碳形成碳酸盐类杂质，严重影响产品的质量，除去剩余的少量胺类，需要进行水洗，又涉及到破乳、除水、刮膜等工业操作，氨气作为氨解剂分离回收利用较容易，所以本文中同时采用环氧聚异丁烯超临界氨解方法制备聚异丁烯胺，并重点考察温度对超临界氨解反应的影响，得到２００℃下反应４小时，聚异丁烯胺的收率达到９２．９６％。最后对汽油清净分散剂的复配进行研究，考察了溶剂、胺解剂、携带油对汽油清净分散剂的性能影响，得到采用脱芳烃溶剂Ｄ．７０、乙二胺作为胺解剂、携带油聚醚ＰＰＧｌ０００的清净分散效果较优。关键词清净分散剂 聚异丁烯胺 固体超强酸环氧化反应胺解反应 Ａｂｓｌ｝九Ｉｃｔ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅＬ ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｕｓａｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｅｌ ｏｉｌ ｏｆ ｐｏｌｙｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅ ａｍｉｎｅｇａｓｏｌｉｎｅ ｄｅｔｅｒｇｅｎｔ．ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｗｅ ｆｏｃｕｓｅｄ ｏｎ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｐａｔｈ ａｎｄｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ＰＩＢＡ（ＰＩＢＡ）ａｓｈｌｅｓｓ ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ． Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ ｇｒｅｅｎ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ＰＩＢＡ，ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅ ｍｏｒｅ ａｃｔｉｖｅ ｐｏｌｙｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅｗａｓ ａｄｄｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｏｒ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｗｅ ｐｕｔ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｓｏｌｖｅｎｔ ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｓｏｌｖｅｎｔａｎｄ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｌｅａｎ ｄｉｓｐｅｒｓａｎｔ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｏｒ．Ｔｈｅ ｅｐｏｘｙ ｐｏｌｙｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｗｈｅｎｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｅｒｏｘｉｄｅ ｗａｓ ａｄｄｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｆｏｒｍｅｒ ｍｉｘｅｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｌｉｄｓｕｐｅｒ ａｃｉｄ ｃａｔａｌｙｓｔ ａｔ ４０－９０℃．Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｅｐｏｘｙ ｐｏｌｙｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅ ａｓ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｗｒｅ ｕｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｍｉｎｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｍｏｎｏｅｔｈａｎｏｌ ａｍｉｎｅ．ｄｉｅｔｈｙｌ ａｍｉｎｅ．ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｄｉａｍｉｎｅ ａｎｄｄｉｅｔｈｙｌｅｎ ｅｔｒｉａｍｉｎｅ ｔｏ ｐｒｅｐａｒｅ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｆ ｐｏｌｙｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅ ａｍｉｎｅ ａｔ １１ ０－１ ６０℃．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ ａｓ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｔｏ ｒｅａｃｔ ｗｉｔｈ ａｍｍｏｎｉａ ｅｐｏｘｙ ｐｏｌｙｉｓｏｂｕｔｙｌｅｎｅ ｗｉｌｔｓ ａｌｓｏ ｕｓｅｄｕｎｄｅ