高密度燃料三环戊二烯加氢反应历程及应用价值分析.pdf

《高密度燃料三环戊二烯加氢反应历程及应用价值分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、1482013年第3期高密度燃料三环戊二烯加氢反应历程及应用价值分析张桂香陶建国张婷婷(浙江龙盛集团有限公司,浙江上虞,邮编312369)摘要：三环戊二烯的加氢产物是一种具有广泛用途的高密度燃料，本文主要从理论上讨论了三环戊二烯加氢反应的历程，并对其应用价值做出分析。关键词：戊二烯、高密度燃料、加氢反应、应用价值三环戊二烯呈五环结构，是一种在在航空航天领域具有广反应停止时蒸发溶剂就可以得到纯度为98%的THTCPD。泛应用的高密度燃料。和传统的液体碳氢燃料相比，高密度燃料（2）分析表征方法。采用色质联用仪分析。的密

2、度超过1×103kg/m3，在体积相同的油箱中，可以为飞行器多（3）量子化学计算方法。采用软件系统完成。提供20%的能量，对于实现飞行器的小型化、高航速、大负荷目三、结果分析与讨论标具有很好的促进作用，也正是由于这些原因，对于高密度三环1、质谱分析。戊二烯加氢反应历程的研究被全世界的科学工作者关注，并取在对加氢原料，中间加氢产物DHTCPD和完全加氢产物得了相当大的成就。下面就谈一谈三环戊二烯的反应历程和应THTCPD进行质谱分析可以看出明显的分子离子峰和离子峰的用价值。特征碎片。,通过对离子峰值和碎片离子峰比的图

3、像数据分析可一、三环戊二烯的结构特性以确定，实验制得的三种产物分别为：TCPD(C15H18)、DHTCPD三环戊二烯又叫做TCPD，具有两个不饱和双键，它的空间(C15H20)、THTCPD(C15H22)。分子结构如图所示：2、红外表征三种产物在400—1700cm-1的红外谱图如同所示：其中12，13位的降冰片烯双键和5，6位的环戊烯双键就是是不饱和双键，这种空间结构使得三环戊二烯的空间位阻较大，由于TCPD分子内CP双键间的碳碳双金振动频率比较高，造成了在低温条件下双键加氢的困难然而在高温条件下分子结所以在

4、1610cm-1附近的是CP双键的振动峰，而在1570cm-1构又容易被破坏，所以研究低温催化加氢和合理的加氢操作十处的是NB键的峰。碳碳双键的振动峰在指纹去，NB与CP双键分重要。TCPD加氢反应是通过两个步骤实现的：一是其中一个的吸收峰对应752cm-1、693cm-1。在加氢反应历程中，TCPD首双键与氢结合，形成中间产物，二是另个一个双键再加氢。但是先生成DHTCPD在图中的表现为752cm-1、1570cm-1处的峰消这种的具体途径并没有得到实验证实。失，1610cm-1、693cm-1处的峰仍然存在。由

5、此就可以证明在第二、反应历程探究一步反应中，CP键没有参加反应。随着反应的继续，1610cm-1、1、实验方法693cm-1处的峰也消失了，说明CP键也加氢成功，产物变成了（1）样品制备方法。TCPD通过加压连续聚合的方法得到，THTCPD。通过红外谱图像还可以知道，NB键有更好的活化性。然后以此为原料，以50%的十氢萘作为溶剂在150摄氏度，3、核磁共振表征。1.2MPa的环境中停留4min后，通过真空蒸馏的方法得到了无色三种产物的1HNMB谱图如下图所示。TCPD中含有多种透明的液体。再以这种液体为原料，环己烷

6、作为溶剂，Pd/C为加立体异构物，导致了质子响应峰的复杂性，但在1HNMB谱图氢催化剂，合成加氢中间产物的方法为：取摩尔体积为0.4mol/L上，TCPD仍然显示了两组清晰的不饱和质子峰，化学位移为的TCPD溶液150mL，相对与TCPD分量分数为2%的催化剂，将5.40—5.65和5.94—6.20，积分面积比基本相同。在70摄氏度的温度控制到70摄氏度，氢气压力控制在1.0MPa，当反应停止时条件下，化学位移为5.94—6.20的质子峰消失不见，而另一处质蒸发溶剂就可以得到纯度为98%的二氢三环戊二烯。合成完全

7、子峰仍然催在，说明NB双键在较低的温度下也是能够进行，而加氢产物THTCPD的方法：取摩尔体积为0.1mol/L的TCPD溶CP双键即使在延长反应时间的情况下依然不能发生反应。在温液，相对与TCPD分量分数为5%的催化剂，将温度控制到70摄度和压力提升以后，化学位移为5.40—5.65的质子峰才消失，产氏度、氢气压力控制在1.0MPa，如此反应2h之后，再将温度控制物变为THTCPD。由此得出，CP双键才是影响加强反应难以程度到150摄氏度、氢气压力控制在4.0MPa，在此条件下反应8h，当的关键。理论与实践149

8、键中间加氢产物和完全加氢产物进行热力学性质计算，得到的结果如下：对表1进行分析，在TCPD分子中，NB双键比PC双键长，所以NB双键更容易参加断裂反应。NB双键的振动频率低于CP，这与红外表征得到的结果相符合。在键级方面讲，NB双键也是容易发生加氢反应。通过对表二的分析，NB键加氢产物的分三种产物的13CNMR谱图如下图所示。谱图显示，CP双键子总能量要高于