CN114053962A - 一种流化床反应系统、百里香酚原位催化合成的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机合成技术领域，提供了一种流化床反应器、百里香酚原位催化合成方法。在本发明中，所述单一液流管路23的出口盘旋在所述反应管11上，用于间甲酚合成百里香酚时，间甲酚通过单一液流管路进入反应管时，单一液流管路中的间甲酚在螺旋圈盘与自身重力下，带有一定角速度加速进入反应管11内；与经过预热器24预热并沸腾的异丙基化试剂和催化剂充分接触并反应，提高了间甲酚的转化率。实施例的数据表明：利用本发明提供的流化床反应系统原位催化合成百里香酚的方法，对间甲酚转化率为87％，百里香酚的选择性为76％。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种流化床反应器、百里香酚原位催化合成方法。
背景技术
百里香酚，即5-甲基-2-异丙基苯酚，又名麝香草酚，是一种白色至淡黄色的半透明晶体，具有百里草或麝香草的特殊香气，是合成L-薄荷醇的一种重要原材料。因其具有酚类的气味，且毒性比苯酚低，因此在医药、生物、食品、防腐、抗菌、抗氧化等领域具有广泛的应用。
工业上，目前主要采用间甲酚与各种异丙基化试剂，如丙烯、异丙醇、以及异丙基卤化物等通过Friedel-Crafts反应获得。例如：公开号为CN112939739A的专利公开了以间甲酚和异丙醇为反应原料，以浓硫酸和硝酸的混合物作为催化剂，制备百里香酚；上述制备方法对生产设备，以及操作要求较高，不易于放大生产。公开号为CN105315133A的专利公开了以液体间甲酚作为反应原料，丙烯气体作为异丙基化试剂，因丙烯气体为易燃气体，对设备、操作要求较高，也存在安全风险，不是一种最理想的合成方式。公开号为CN105061154A的专利提出了一种使用分子筛作为催化剂的管式反应器方法，也是当前比较常规的固定床方法，间甲酚与异丙醇按一定配比后以同时进料的方式进行反应，而异丙醇与分子筛反应时，存在先于L酸位脱水生成碳正离子中间物，在B酸位与间甲酚催化合成的机理，长期运行中，普遍存在易结焦，催化剂失活，副产物较多，导致转化率、产物选择性，以及收率都不是很好。
流化床反应器是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。利用现有的流化床反应器制备百里香酚存在与管式反应器制备百里香酚同样的问题，即原料转化率低。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种流化床反应器、百里香酚原位催化合成方法。本发明提供的流化床反应系统能够使反应原料和催化剂充分混合并反应，使得原料的转化率高。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种流化床反应系统，包括流化反应器1、与所述流化反应器1连通的进料系统2；
所述流化反应器1包括反应管11和包裹在所述反应管11外侧的加热罩12；
所述进料系统2包括并联的载气气路21、复合液流管路22和单一液流管路23；
所述单一液流管路23的出口穿过加热罩12并盘绕在所述反应管11上，再穿过反应管11的侧壁进入到反应管11的内部；所述单一液流管路23的出口朝向所述反应管11的底部；
所述反应管11的底部设置分布板111，所述分布板111用于放置催化剂；
所述载气气路21和复合液流管路22经过预热器后，通过分布板111与所述流化反应器1连通。
优选地，所述单一液流管路23的出口盘绕在所述反应管11上的盘绕圈数≥0.5圈；所述单一液流管路23的出口盘绕在所述反应管11上的盘绕螺距为15～25mm；所述单一液流管路23的出口切线与水平面之间的夹角为10～45°；所述单一液流管路23的出口高于分布板111的距离为1/8～3/8个反应管11的高度。
优选地，所述反应管11的底部设置卸料管112，所述卸料管112的一个卸料口位于所述分布板111的上方；所述卸料管112与水平面之间的夹角为35～42°。
优选地，所述反应管11的顶端设置有投料管113、过滤器114和压力表115。
优选地，还包括通过所述过滤器114与所述流化反应器1连通的收集检测系统3；
所述收集检测系统3包括产品收集系统31和在线色谱检测系统32。
优选地，所述加热罩12由上至下依次划分为区域I、区域II、区域III和区域IV；所述区域I、区域II、区域III和区域IV分区控温。
本发明还提供了一种利用上述技术方案所述的流化床反应系统原位催化合成百里香酚的方法，包括以下步骤：
间甲酚通过单一液流管路以朝向反应管的底部的方向进入反应管内，载气通过载气气路、异丙基化试剂通过复合液流管路经预热器预热沸腾，所得预热沸腾后的载气-异丙基化试剂通过所述分布板进入反应管内，所述分布板上装填有催化剂，在所述催化剂的催化作用下，间甲酚和异丙基化试剂进行原位催化合成反应。
优选地，所述催化剂包括分子筛和传热介质；所述分子筛与传热介质的体积比为1：1～1：10；
所述分子筛包括H-MFI分子筛、金属阳离子交换型MFI分子筛、H-ZSM-5分子筛、金属阳离子交换型ZSM-5分子筛、Hβ分子筛、金属阳离子交换型β分子筛、H-MCM-41分子筛、金属阳离子交换型MCM-41分子筛、γ-Al2O3和金属阳离子负载γ-Al2O3中的一种或多种；所述分子筛的粒径为0.5～2.0mm；
所述传热介质包含碳化硅、石英砂、陶瓷球、氧化铝球和氧化锆球中的一种或多种；所述传热介质的粒径为0.15～0.5mm。
优选地，所述间甲酚在单一液流管路中的流速为5～15mL/min；
所述异丙基化试剂在复合液流管路中的流速为2.5～12mL/min；
所述载气在载气气路中的流速为10～80mL/min。
优选地，所述预热器的温度为150～350℃；所述区域I的温度为150～350℃，所述区域II的温度为200～400℃；所述区域III的温度为200～450℃；所述区域IV的温度为150～500℃。
本发明提供了一种流化床反应系统，包括流化反应器1、与所述流化反应器1连通的进料系统2；所述流化反应器1包括反应管11和包裹在所述反应管11外侧的加热罩12；所述进料系统2包括并联的载气气路21、复合液流管路22和单一液流管路23；所述单一液流管路23的出口穿过加热罩12并盘绕在所述反应管11上，再穿过反应管11的侧壁进入到反应管11的内部；所述单一液流管路23的出口朝向所述反应管11的底部；所述反应管11的底部设置分布板111，所述分布板111用于放置催化剂；所述载气气路21和复合液流管路22经过预热器后，通过分布板111与所述流化反应器1连通。在本发明中，所述单一液流管路23的出口盘旋在所述反应管11上，用于间甲酚合成百里香酚时，间甲酚通过单一液流管路进入反应管时，单一液流管路中的间甲酚在螺旋圈盘与自身重力下，带有一定角速度加速进入反应管11内；与经过预热器预热并沸腾的异丙基化试剂和催化剂充分接触并反应，提高了间甲酚的转化率。
本发明还提供了一种利用上述技术方案所述的流化床反应系统进行百里香酚原位催化合成的方法，包括以下步骤：间甲酚通过单一液流管路以朝向反应管的底部的方向进入反应管内，载气通过载气气路、异丙基化试剂通过复合液流管路经预热器预热沸腾，所得预热沸腾后的载气-异丙基化试剂通过所述分布板进入反应管内，所述分布板上装填有催化剂，在所述催化剂的催化作用下，间甲酚和异丙基化试剂进行原位催化合成反应。在本发明中，所述单一液流管路23的出口盘旋在所述反应管11上，用于间甲酚合成百里香酚时，间甲酚通过单一液流管路进入反应管时，单一液流管路中的间甲酚在螺旋圈盘与自身重力下，带有一定角速度加速进入反应管11内；与经过预热器预热并沸腾的异丙基化试剂和催化剂充分接触并反应，提高了间甲酚的转化率。
进一步地本发明通过合理选择催化剂种类，提高了百里香酚的选择性。
实施例的数据表明：本发明提供的方法对间甲酚转化率为87％，百里香酚的选择性为76％。
附图说明
图1为本发明提供的流化床反应系统示意图；
图2为单一液流管路23的出口穿过加热罩12并盘绕在所述反应管11上，再穿过反应管11的侧壁进入到反应管11的内部的示意图；
图3为现有的流化床反应系统示意图；
其中：1-流化反应器，11-反应管，111-分布板，112-卸料管，113-投料管，114-过滤器，115-压力表，12-加热罩，2-进料系统，21-载气气路，22-复合液流管路，23-单一液流管路，24-预热器，3-收集检测系统，31-产品收集系统，311-冷凝器，312-气液分离器，313-收集罐，32-在线色谱检测系统，321-色谱检测仪。
具体实施方式
本发明提供了一种流化床反应系统，包括流化反应器1、与所述流化反应器1连通的进料系统2；
所述流化反应器1包括反应管11和包裹在所述反应管11外侧的加热罩12；
所述进料系统2包括并联的载气气路21、复合液流管路22和单一液流管路23；
所述单一液流管路23的出口穿过加热罩12并盘绕在所述反应管11上，再穿过反应管11的侧壁进入到反应管11的内部；所述单一液流管路23的出口朝向所述反应管11的底部；
所述反应管11的底部设置分布板111，所述分布板111用于放置催化剂；
所述载气气路21和复合液流管路22经过预热器后，通过分布板111与所述流化反应器1连通。
图1为本发明提供的流化床反应系统的示意图，下面结合图1对本发明提供的流化床反应系统进行详细的描述。
在本发明中，所述流化反应器1包括反应管11和包裹在所述反应管11外侧的加热罩12。
在本发明中，所述加热罩12由上至下依次划分为区域I、区域II、区域III和区域IV。在本发明中，所述区域I、区域II、区域III和区域IV的高度比优选为(1～3)：(1～7)：(1～5)：(1～5)。在本发明中，所述区域I、区域II、区域III和区域IV分区控温。
在本发明中，所述反应管11的底部优选设置卸料管112，所述卸料管112的一个卸料口位于所述分布板111的上方。在本发明中，所述卸料管112与水平面之间的夹角优选为35～42°。在本发明中，所述分布板111用于承载催化剂。
在本发明中，所述反应管11的顶端优选设置有投料管113、过滤器114和压力表115。在本发明中，所述投料管113用于投放催化剂；所述压力表115用于控制反应管11内的反应压力。
本发明提供的流化床反应系统包括与所述流化反应器1连通的进料系统2。在本发明中，所述进料系统2包括并联的载气气路21、复合液流管路22和单一液流管路23。
在本发明中，所述载气气路21和复合液流管路22经过预热器后，通过分布板111与所述流化反应器1连通。在本发明中，所述载气气路21和复合液流管路22优选汇流于所述预热器24后，通过分布板111与所述流化反应器1连通。
在本发明中，所述单一液流管路23的出口穿过加热罩12并盘绕在所述反应管11上，再穿过反应管11的侧壁进入到反应管11的内部；所述单一液流管路23的出口朝向所述反应管11的底部。在本发明中，所述单一液流管路23优选分为直流管路和盘绕管路；所述盘绕管路即为单一液流管路23的出口部分。在本发明中，所述单一液流管路23的出口盘绕在所述反应管11上的盘绕方式优选为向下倾斜盘绕。在本发明中，所述单一液流管路23的出口盘绕在所述反应管11上的盘绕圈数优选≥0.5圈。在本发明中，所述单一液流管路23的出口盘绕在所述反应管11上的盘绕螺距优选为15～25mm。在本发明中，所述单一液流管路23的出口切线与水平面之间的夹角优选为10～45°。在本发明中，所述单一液流管路23的出口高于分布板111的距离优选为1/8～3/8个反应管11的高度。在本发明中，所述单一液流管路23的出口穿过加热罩12并盘绕在所述反应管11上，再穿过反应管11的侧壁进入到反应管11的内部的示意图如图2所示。
在本发明中，所述载气气路21、复合液流管路22和单一液流管路23上优选独立地设置阀门和流量计。本发明对所述阀门或流量计的安装位置、数量不做具体限定，根据实际情况进行选择即可。
在本发明中，所述复合液流管路22和单一液流管路23优选进行保温处理，本发明对所述保温处理的操作不做具体限定，根据本领域技术人员熟知的管道保温处理即可。
本发明提供的流化床反应系统优选还包括收集检测系统3；所述收集检测系统3优选通过过滤器114与所述流化反应器1连通。在本发明中，所述收集检测系统3优选包括产品收集系统31和在线色谱检测系统32。在本发明中，所述产品收集系统31优选包括依次连通的冷凝器311、气液分离器312和收集罐313。在本发明中，所述在线色谱检测系统32优选包括色谱检测仪321。
在本发明中，所述产品收集系统31和在线色谱检测系统32优选独立地设置阀门或流量计。本发明对所述阀门或流量计的安装位置、数量不做具体限定，根据实际情况进行选择即可。在本发明中，所述收集系统3中的管路优选进行保温处理，本发明对所述保温处理的操作不做具体限定，根据本领域技术人员熟知的管道保温处理即可。
本发明还提供了一种利用上述技术方案所述的流化床反应系统原位催化合成百里香酚的方法，包括以下步骤：
间甲酚通过单一液流管路以朝向反应管的底部的方向进入反应管内，载气通过载气气路、异丙基化试剂通过复合液流管路经预热器预热沸腾，所得预热沸腾后的载气-异丙基化试剂通过所述分布板进入反应管内，所述分布板上装填有催化剂，在所述催化剂的催化作用下，间甲酚和异丙基化试剂进行原位催化合成反应。
在本发明中，如无特殊说明，本发明所用原料均优选为市售产品。
在本发明中，所述催化剂的装填高度优选为1/10～1/20个反应管11的高度。
在本发明中，所述催化剂优选包括分子筛和传热介质；所述分子筛与传热介质的体积比优选为1：1～1：10。
在本发明中，所述分子筛优选包括H-MFI分子筛、金属阳离子交换型MFI分子筛、H-ZSM-5分子筛、金属阳离子交换型ZSM-5分子筛、Hβ分子筛、金属阳离子交换型β分子筛、H-MCM-41分子筛、金属阳离子交换型MCM-41分子筛、γ-Al2O3和金属阳离子负载γ-Al2O3中的一种或多种。在本发明中，所述金属阳离子交换型MFI分子筛、金属阳离子交换型ZSM-5分子筛、金属阳离子交换型β分子筛、金属阳离子交换型MCM-41分子筛和金属阳离子负载γ-Al2O3中的金属阳离子独立地包括Al3+、Zn2+或Mg2+；比如：金属阳离子交换型MFI分子筛优选包括：Al3+交换型MFI分子筛、Zn2+交换型MFI分子筛、Mg2+交换型MFI分子筛；金属阳离子交换型ZSM-5分子筛包括Al3+交换型ZSM-5分子筛、Zn2+交换型ZSM-5分子筛或Mg2+交换型ZSM-5分子筛。在本发明中，所述分子筛的粒径优选为0.5～2.0mm。
在本发明中，所述传热介质优选包含碳化硅、石英砂、陶瓷球、氧化铝球和氧化锆球中的一种或多种。在本发明中，所述传热介质的粒径优选为0.15～0.5mm。
在本发明中，所述间甲酚在单一液流管路中的流速优选为5～15mL/min。
在本发明中，所述异丙基化试剂在复合液流管路中的流速优选为2.5～12mL/min。在本发明中，所述异丙基化试剂优选包括丙烯、异丙醇和异丙基卤化物中的一种或多种。
在本发明中，所述载气在载气气路中的流速优选为10～80mL/min；所述载气优选包括氮气、氦气和氩气中的一种或多种。
在本发明中，所述预热器的温度优选为150～350℃。在本发明中，所述区域I的温度优选为150～350℃。在本发明中，所述区域II的温度优选为200～400℃。在本发明中，所述区域III的温度优选为200～450℃。在本发明中，所述区域IV的温度优选为150～500℃。
在本发明中，所述利用上述技术方案所述的流化床反应系统原位催化合成百里香酚时：优选先将预热器、区域I、区域II、区域III和区域IV的温度调整为目标温度，再将载气充入载气气路，待系统稳定后，将间甲酚通过单一液流管路、异丙基化试剂通过复合液流管路进入反应管进行原位催化合成反应。
下面结合实施例对本发明提供的一种流化床反应系统、百里香酚原位催化合成的方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
利用图1所示的流化床反应系统进行百里香酚原位催化合成；其中，反应管11的总高度为2m，内径为60mm，区域I、区域II、区域III、区域IV的高度比为1：1：1：1。
将H-ZSM-5分子筛(SiO2/Al2O3＝20；粒径为0.15～0.2cm)与石英砂(粒径为15～18目)按照体积比1：5混合得到的催化剂由投料管113装入反应管11中，催化剂的装填量为335g；设定预热器24温度为350℃、区域I的温度为220℃、区域II的温度为250℃、区域III的温度为275℃、区域IV的温度为255℃，开启载气气路21通入氮气；所述氮气的流速为50mL/min，持续运行3h；然后调节氮气的流速为20mL/min；此时，催化剂中的分子筛与传热介质呈现沸腾状态，反应管11中由下向上分子筛逐渐稀疏，成发散性分布。
异丙醇以流量7.2mL/min进入复合液流管路22，同时调整氮气的流量为12mL/min，使异丙醇和氮气汇流由预热器24预热后，穿过分布板111进入所述流化反应器1中反应管11中。在区域IV处，催化剂比较浓密，异丙醇与催化剂接触发生脱水反应，生成碳正离子的中间物。
在通入异丙醇的同时，间甲酚以12.3mL/min流速通过单一液流管路23进入反应管11，单一液流管路盘旋的圈数为1.5圈，螺距为15mm；单一液流管路的出口切线与水平面的夹角为35°，间甲酚在螺旋圈盘与自身重力下、带有一定角速度加速旋进入反应管11内的区域III处，区域III处催化剂比较稀疏，间苯酚与催化剂以及中间物接触，发生原位催化反应；其中原位催化合成反应的温度为275℃(即区域III的温度)，体积空速为0.5h-1。
紧接着，在气流作用下，生成物继续上升至区域I扩大区域，富集后穿过过滤器114进入收集检测系统31；由在线色谱检测系统32评价产品质量；随后，进入产品收集系统31，依次经过冷凝器311、气液分离器312和收集罐313内，最后，获得百里香酚。其中，间甲酚的转化率为87％，百里香酚的选择性为76％。
对比例1
采用图3中的流化床反应系统进行百里香酚的制备，其余条件与实施例1相同。
结果为：间甲酚的转化率为71％，百里香酚的选择性为62％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种流化床反应系统，其特征在于，包括流化反应器(1)、与所述流化反应器(1)连通的进料系统(2)；
所述流化反应器(1)包括反应管(11)和包裹在所述反应管(11)外侧的加热罩(12)；
所述进料系统(2)包括并联的载气气路(21)、复合液流管路(22)和单一液流管路(23)；
所述单一液流管路(23)的出口穿过加热罩(12)并盘绕在所述反应管(11)上，再穿过反应管(11)的侧壁进入到反应管(11)的内部；所述单一液流管路(23)的出口朝向所述反应管(11)的底部；
所述反应管(11)的底部设置分布板(111)，所述分布板(111)用于放置催化剂；
所述载气气路(21)和复合液流管路(22)经过预热器后，通过分布板(111)与所述流化反应器(1)连通。
2.根据权利要求1所述的流化床反应系统，其特征在于，所述单一液流管路(23)的出口盘绕在所述反应管(11)上的盘绕圈数≥0.5圈；所述单一液流管路(23)的出口盘绕在所述反应管(11)上的盘绕螺距为15～25mm；所述单一液流管路(23)的出口切线与水平面之间的夹角为10～45°；所述单一液流管路(23)的出口高于分布板(111)的距离为1/8～3/8个反应管(11)的高度。
3.根据权利要求1所述的流化床反应系统，其特征在于，所述反应管(11)的底部设置卸料管(112)，所述卸料管(112)的一个卸料口位于所述分布板(111)的上方；所述卸料管(112)与水平面之间的夹角为35～42°。
4.根据权利要求1所述的流化床反应系统，其特征在于，所述反应管(11)的顶端设置有投料管(113)、过滤器(114)和压力表(115)。
5.根据权利要求4所述的流化床反应系统，其特征在于，还包括通过所述过滤器(114)与所述流化反应器(1)连通的收集检测系统(3)；
所述收集检测系统(3)包括产品收集系统(31)和在线色谱检测系统(32)。
6.根据权利要求1所述的流化床反应系统，其特征在于，所述加热罩(12)由上至下依次划分为区域I、区域II、区域III和区域IV；所述区域I、区域II、区域III和区域IV分区控温。
7.一种利用权利要求1～6任一项所述的流化床反应系统原位催化合成百里香酚的方法，包括以下步骤：
间甲酚通过单一液流管路以朝向反应管的底部的方向进入反应管内，载气通过载气气路、异丙基化试剂通过复合液流管路经预热器预热沸腾，所得预热沸腾后的载气-异丙基化试剂通过所述分布板进入反应管内，所述分布板上装填有催化剂，在所述催化剂的催化作用下，间甲酚和异丙基化试剂进行原位催化合成反应。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述催化剂包括分子筛和传热介质；所述分子筛与传热介质的体积比为1：1～1：10；
所述分子筛包括H-MFI分子筛、金属阳离子交换型MFI分子筛、H-ZSM-5分子筛、金属阳离子交换型ZSM-5分子筛、Hβ分子筛、金属阳离子交换型β分子筛、H-MCM-41分子筛、金属阳离子交换型MCM-41分子筛、γ-Al2O3和金属阳离子负载γ-Al2O3中的一种或多种；所述分子筛的粒径为0.5～2.0mm；
所述传热介质包含碳化硅、石英砂、陶瓷球、氧化铝球和氧化锆球中的一种或多种；所述传热介质的粒径为0.15～0.5mm。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述间甲酚在单一液流管路中的流速为5～15mL/min；
所述异丙基化试剂在复合液流管路中的流速为2.5～12mL/min；
所述载气在载气气路中的流速为10～80mL/min。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述预热器的温度为150～350℃；所述区域I的温度为150～350℃，所述区域II的温度为200～400℃；所述区域III的温度为200～450℃；所述区域IV的温度为150～500℃。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3790036A (en) * | 1969-11-21 | 1974-02-05 | Union Carbide Corp | Fluid bed polymerization catalyst injection system |
| CN201537484U (zh) * | 2009-11-13 | 2010-08-04 | 攀钢集团研究院有限公司 | 一种液固流态化连续反应装置 |
| CN102786986A (zh) * | 2012-08-27 | 2012-11-21 | 青岛科技大学 | 一种微藻热裂解油的精制工艺 |
| CN104923293A (zh) * | 2015-06-17 | 2015-09-23 | 湖南长岭石化科技开发有限公司 | 邻甲酚异构化催化剂、其制备方法及利用其催化合成间对甲酚的方法 |
| CN105061153A (zh) * | 2015-09-01 | 2015-11-18 | 侯颖 | 一种高纯度百里香酚的制备方法 |
| CN105195066A (zh) * | 2015-10-20 | 2015-12-30 | 北京华标绿莜科技发展有限公司 | 生物芳烃的制备设备及其制备方法 |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3790036A (en) * | 1969-11-21 | 1974-02-05 | Union Carbide Corp | Fluid bed polymerization catalyst injection system |
| CN201537484U (zh) * | 2009-11-13 | 2010-08-04 | 攀钢集团研究院有限公司 | 一种液固流态化连续反应装置 |
| CN102786986A (zh) * | 2012-08-27 | 2012-11-21 | 青岛科技大学 | 一种微藻热裂解油的精制工艺 |
| CN104923293A (zh) * | 2015-06-17 | 2015-09-23 | 湖南长岭石化科技开发有限公司 | 邻甲酚异构化催化剂、其制备方法及利用其催化合成间对甲酚的方法 |
| CN105061153A (zh) * | 2015-09-01 | 2015-11-18 | 侯颖 | 一种高纯度百里香酚的制备方法 |
| CN105195066A (zh) * | 2015-10-20 | 2015-12-30 | 北京华标绿莜科技发展有限公司 | 生物芳烃的制备设备及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| LAISHOU LONG等: "Using vacuum pyrolysis and mechanical processing for recycling waste printed circuit boards", 《JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS》, vol. 177, 24 December 2009 (2009-12-24), pages 626 - 632, XP026929001, DOI: 10.1016/j.jhazmat.2009.12.078 * |
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