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专利号: 2019101541360
申请人: 山东理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 有机化学〔2〕
更新日期:2023-10-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种透氧透氢耦合膜微反应器合成环氧丙烷的方法,包括透氧反应段和透氢反应段,所述透氧反应段和透氢反应段之间连接丙烯箱体;所述透氧反应段设有中空纤维透氧膜,用以从空气中分离氧气;所述透氢反应段设有中空纤维陶瓷透氢膜,用以从通入的氢气中解离出氢原子;所述丙烯箱体内持续通入丙烯,丙烯与经过透氧反应段分离出的氧气结合一起进入透氢反应段,氧气与透氢反应段解离出的氢原子结合,生成活性基团,进而与丙烯反应生成环氧丙烷;

所述中空纤维透氧膜为氧离子‑电子混合导体陶瓷中空纤维透氧膜,其制备方法为:通过溶胶‑凝胶法制备LSCF粉体,将制得的粉体与NMP、PESf分开放入广口瓶中置于100℃恒温干燥箱内干燥24h,以PESf作为有机粘结剂溶解于NMP中,搅拌24h后加入LSCF粉体,再搅拌

24h,配置铸膜液,铸膜液抽真空1.5h,随后利用自制纺丝设备,制备LSCF中空纤维透氧膜;

所述中空纤维陶瓷透氢膜为具有指状孔微通道结构且指状孔均匀分布的Al2O3中空纤维陶瓷膜,所述Al2O3中空纤维陶瓷膜包括Al2O3底膜,所述Al2O3底膜外表面负载钯膜,所述微通道均匀分布在Al2O3底膜内,且其内壁设有钯膜,形成Pd‑Al2O3(Pd)‑Pd复合结构;所述Al2O3底膜内掺入Pd粒子作为晶种,Pd粒子与微通道内壁和Al2O3底膜外表面的钯膜相结合,增加钯膜与Al2O3底膜的相互连接,避免钯膜脱落,提高钯膜的稳定性。

2.根据权利要求1所述的一种透氧透氢耦合膜微反应器合成环氧丙烷的方法,其特征在于:所述透氧反应段包括空气箱体和高温电阻炉,所述空气箱体内的中部设有氦气箱体和导氧通道,所述氦气箱体和导氧通道之间设有中空纤维透氧膜,所述中空纤维透氧膜呈管状,所述中空纤维透氧膜的两端分别插入氦气箱体和导氧通道内,并分别与氦气箱体和导氧通道连通;所述氦气箱体上部的空气箱体上设有空气入口,所述导氧通道下部的空气箱体上设有第一尾气排放口,所述空气箱体的前端设有氦气入口,所述氦气入口与氦气箱体连接;所述空气箱体穿过高温电阻炉,且高温电阻炉包围中空纤维透氧膜所在位置的空气箱体,用以给中空纤维透氧膜持续供热。

3.根据权利要求2所述的一种透氧透氢耦合膜微反应器合成环氧丙烷的方法,其特征在于:所述导氧通道与丙烯箱体连通,所述丙烯箱体的另一端与导混合气通道连通,所述导混合气通道与透氢反应段连接;所述丙烯箱体顶部设有通丙烯入口。

4.根据权利要求3所述的一种透氧透氢耦合膜微反应器合成环氧丙烷的方法,其特征在于:所述透氢反应段包括氢气箱体和低温电阻炉,所述氢气箱体内的中部设有混合气箱体和导环氧丙烷通道,所述混合气箱体和导环氧丙烷通道之间设有中空纤维陶瓷透氢膜,所述中空纤维陶瓷透氢膜呈管状,所述中空纤维陶瓷透氢膜的两端分别插入混合气箱体和导环氧丙烷通道内,并分别与混合气箱体和导环氧丙烷通道连通,所述混合气箱体上部的氢气箱体上设有氢气入口,所述导环氧丙烷通道下部的氢气箱体上设有第二尾气排放口,所述混合气箱体的前端与导混合气通道连通,所述导环氧丙烷通道与环氧丙烷箱体连通,所述环氧丙烷箱体末端设有环氧丙烷排放口;所述氢气箱体穿过低温电阻炉,且低温电阻炉包围中空纤维陶瓷透氢膜所在位置的氢气箱体,用以给中空纤维陶瓷透氢膜持续供热。